KR100880195B1 - 모터에서 출력 마력과 효율을 증가시키기 위한 장치 및방법 - Google Patents

모터에서 출력 마력과 효율을 증가시키기 위한 장치 및방법 Download PDF

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Abstract

유도 전동기(106)의 마력을 증가시키기 위한 장치 및 방법이 제공된다. 모터(106)의 마력을 증가시키기 위한 한가지 기술은 모터(106)를 표준 라인 전압과 주파수보다 큰 출력 전압과 주파수를 제공하는 변속 드라이브(104)에 연결하는 것이다. 변속 드라이브(104)를 유도 전동기(106)로 연결하면, 모터(106)는 일정한 플럭스나 일정한 volts/Hz 모드로서 작동하여 큰 출력 마력을 제공할 수 있게 된다. 모터(106)의 마력을 증가시키기 위한 다른 기술은, 저 전압 작동을 위해 구성된 이중 전압 모터를 사용하고 모터(106)에 고 전압 작동을 위한 대응하는 전압과 주파수를 제공하는 것이다.
유도 전동기, 마력, 변속 드라이브, 모터, 인버터, 컨버터, DC 링크, 부하, 제어 패널

Description

모터에서 출력 마력과 효율을 증가시키기 위한 장치 및 방법{System and method for increasing output horsepower}
본 발명은 모터의 성능을 증가시키는 것에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 모터의 정격 전압과 주파수보다 큰 모터 입력 전압과 주파수를 인가함으로써 유도 전동기의 마력과 효율을 증가시키는 것에 관한 것이다.
과거에, 단상과 다상의 모든 유도 전동기들은, 모터가 작동하는 공장의 전력 분배장치로부터 유용하게 제공되는 표준 라인 전압(=주 전압)과 주파수로부터 작동하도록 설계되었다. 라인 전압과 주파수를 사용하게 되면, 통상적으로 모터의 출력이 하나의 속도와 하나의 마력으로 한정된다. 왜냐하면, 모터의 출력 속도는 모터의 입력 주파수와 관련되고, 모터의 출력 전압은 모터에 인가되는 입력 전압과 관련되기 때문이다.
모터에 제공된 주파수 및/또는 전압을 변화시킬 수 있는 변속 드라이브(VSDs)가 개발된 바 있다. 이것은 모터로 인가되는 입력 주파수와 전압을 변화시킬 수 있으며, 그 결과로서 가변 출력 속도와 전압이 모터의 부하로 제공될 수 있 게 된다. 또한, 모터에 있어서 모터의 속도에 상관없이 비교적 일정한 출력 토크가 부하로 제공되고, 모터는 일정한 플럭스 또는 일정한 volts/Hz 모드로서 작동된다. 일정한 플럭스 또는 일정한 volts/Hz 모드로서의 모터의 작동은, VSD의 출력 전압의 대응하는 증가나 감소와 부합하도록, 혹은 그 역으로, 모터를 구동하는 VSD의 출력 전압의 증가나 감소를 필요로 한다. 또한, 모터가 일정한 플럭스 또는 일정한 volts/Hz 모드로서 작동하는 경우, 모터에 의해서 이끌어낸 전류는 상대적으로 일정하게 유지되며, 특히 공기조화장치에 사용된 용적형 압축기와 같이 모터가 일정한 토크 부하로 작동하는 상황들에서 상대적으로 일정하게 유지된다.
일정한 플럭스 또는 일정한 volts/Hz 모드로서 변속 드라이브를 사용하여 모터를 작동하도록 시도하는 경우에 발생하는 한가지 문제는, 대부분의 변속 드라이브들이 변속 드라이브에 제공된 입력 AC 라인 전압보다 큰 출력 전압을 모터에 제공할 수 없다는 것이다. 변속 드라이브의 출력 전압에 존재하는 이러한 한계로 인하여, 변속 드라이브는 모터의 속도가 증가하는 경우에(변속 드라이브의 출력 주파수가 변속 드라이브에 제공된 라인 주파수 이상으로 증가한 결과로서) 일정한 토크를 부하에 제공할 수 없게 된다. 왜냐하면, 변속 드라이브의 출력 전압은 출력 주파수에서 상기 증가에 부합할 수 없기 때문이다.
또한, 특정한 부하에 대하여 사용하기 위한 모터의 선택은, 모터에 인가되는 입력 전압을 포함한 여러 가지 요소들에 의존한다. 모터는 일반적으로 표준 라인 전압이나 변속 드라이브의 정격 출력 전압과 동일한 정격 전압을 갖도록 선택된다. 이 정격 전압은 적용 가능한 경우 입력 전압과 동일하다.
그러므로, 모터를 높은 전압 등급에서 사용함이 없이 높은 입력 전압과 주파수를 사용하여 큰 출력 마력을 얻기 위해서는, 모터를 작동하기 위한 장치 및 기술이 필요하다.
유도 전동기의 마력은 모터의 정격 전압과 주파수보다 큰 전압과 주파수에서 모터를 작동시킴으로써 증가할 수 있다. 모터의 정격 전압과 주파수보다 큰 전압과 주파수에서 모터를 작동시키기 위한 한가지 기술은, 표준 라인 전압과 주파수보다 큰 출력 전압과 주파수를 제공하는 변속 드라이브에 모터를 연결하는 것이다. 변속 드라이브를 유도 전동기에 연결하면, 모터가 일정한 플럭스나 일정한 volts/Hz 모드로서 작동할 수 있고 대응하는 모터 부하에 큰 출력 마력을 제공할 수 있다. 스크류 압축기와 같은 일정한 토크 부하에 대하여 높은 전압과 주파수하에서 모터가 작동하면, 주파수가 증가함에 따라서 모터 전류는 상대적으로 일정하게 유지된다. 상대적으로 일정한 전류는 모터의 정격 주파수 이상의 주파수에서 상대적으로 일정한 모터 손실을 발생시키고, 그러므로 마력이 증가하고, 모터 손실은 일정하게 유지되며, 이에 의해 정격 주파수에서 작동하는 모터에 비해 모터의 효율이 증가하게 된다. 정격 전압과 주파수보다 큰 전압과 주파수에서 모터를 작동시키기 위한 다른 기술은, 낮은 전압에서 작동하고 높은 전압 작동을 위한 전압과 주파수를 모터에 제공하도록 구성된 이중 전압 모터(즉, 230V의 낮은 전압 작동과 460V의 높은 전압 460V 작동을 위한 모터)를 사용하는 것이다. 전압 부스트가 있거나 혹은 없거나, 변속 드라이브에 의해서 높은 전압과 높은 주파수가 제공될 수 있다. 전압 부스트는 없고 주파수 부스트는 있는 조건에서 변속 드라이브는 표준 주 전압이 모터의 낮은 전압 등급보다 큰 상황에서 사용될 수 있다. 상기한 바와 같이, 높은 전압과 주파수의 사용은 유용한 마력을 증가시키며, 그 결과 모터가 일정한 플럭스나 일정한 volts/Hz 모드로서 작동하는 경우에 모터 효율이 증가하게 된다.
본 발명의 일 실시 예는 유도 전동기의 출력 마력을 증가시키는 방법에 관련된다. 본 발명은 소정의 정격 작동 전압과 주파수를 갖는 유도 전동기를 제공하는 단계, 그리고 상기 소정의 정격 작동 전압과 주파수보다 큰 전압과 주파수를 출력할 수 있는 변속 드라이브를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 모터의 상기 소정의 정격 작동 전압과 주파수는 소정의 출력 마력을 제공한다. 본 발명의 방법은, 상기 유도 전동기로 전력을 제공하도록 상기 변속 드라이브를 상기 유도 전동기로 연결하는 단계, 그리고 상기 유도 전동기의 상기 소정의 정격 작동 전압과 주파수보다 큰 출력 전압과 주파수를 상기 유도 전동기로 제공하도록 상기 변속 드라이브를 작동시키는 단계를 또한 포함한다. 상기 소정의 정격 작동 전압과 주파수보다 큰 출력 전압과 주파수에서 상기 유도 전동기를 구동시킴으로써, 상기 유도 전동기는 상기 소정의 출력 마력보다 큰 출력 마력을 발생시킨다.
본 발명의 다른 실시 예는 모터의 출력 마력을 증가시키는 장치에 관련된다. 본 발명의 장치는 소정의 정격 작동 전압과 주파수를 갖는 모터, 및 상기 모터로 전력을 인가하도록 상기 모터에 연결된 변속 드라이브를 포함한다. 상기 모터는 상기 모터로 입력되는 상기 소정의 정격 작동 전압과 주파수에 반응하여 소정의 출력 마력을 발생시키도록 구성된다. 상기 변속 드라이브는, 상기 모터로 가변 출력 전압과 가변 출력 주파수를 제공하도록 구성된다. 상기 가변 출력 전압과 상기 가변 출력 주파수는, 상기 소정의 정격 작동 전압과 주파수보다 작은 출력 전압과 출력 주파수와, 상기 소정의 정격 작동 전압과 주파수보다 큰 출력 전압과 출력 주파수 사이의 범위이다. 상기 소정의 정격 작동 전압과 주파수보다 큰 출력 전압과 출력 주파수에서 상기 모터가 작동함으로써, 상기 모터는 상기 소정의 출력 마력보다 큰 출력 마력을 발생시킨다.
본 발명의 다른 실시 예는 폐쇄된 냉동 회로에 연결된 압축기, 응축기 및 증발기를 갖는 냉동 장치에 관련된다. 냉동 장치는, 상기 압축기를 구동시키도록 상기 압축기에 연결된 모터를 더 포함한다. 상기 모터는 소정의 정격 작동 전압과 주파수를 가지며, 상기 모터에 제공되는 상기 모터의 상기 소정의 정격 작동 전압과 주파수에 반응하여 소정의 출력 마력을 발생시키도록 구성된다. 냉동 장치는 상기 모터로 전력을 인가하도록 상기 모터에 연결된 변속 드라이브를 또한 포함한다. 상기 가변 출력 전압과 상기 가변 출력 주파수는, 상기 소정의 정격 작동 전압과 주파수보다 작은 출력 전압과 출력 주파수와, 상기 소정의 정격 작동 전압과 주파수보다 큰 출력 전압과 출력 주파수 사이의 범위이다. 상기 소정의 정격 작동 전압과 주파수보다 큰 출력 전압과 출력 주파수에서 상기 모터가 작동함으로써, 상기 모터는 상기 소정의 출력 마력보다 큰 출력 마력을 발생시킨다.
본 발명의 한가지 장점은 유도 전동기로부터 큰 출력 마력을 얻을 수 있다는 것이다.
본 발명의 다른 장점은 유도 전동기가 높은 작동 주파수로 작동하는 경우에 유도 전동기의 작동 효율이 증가할 수 있다는 것이다.
본 발명의 또 다른 장점은 유도 전동기가 넓은 범위의 전압과 주파수에서 작동할 수 있다는 것이다.
본 발명의 또 다른 장점은 특정 부하를 구동시키기 위한 유도 전동기가, 감소된 크기, 감소된 하중 및/또는 감소된 비용을 가질 수 있다는 것이다.
본 발명의 다른 특징 및 장점들은 첨부도면들을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명을 통해서 보다 명백하게 밝혀질 것이다.
도 1은 본 발명의 일반적인 장치 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에서 사용된 변속 드라이브의 일 실시 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명과 함께 사용할 수 있는 냉동장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도면을 통해서 동일하거나 유사한 부품들을 언급하기 위해서 동일한 참조부호들이 사용될 것이다.
도 1은 본 발명의 장치 구성을 일반적으로 나타낸 도면이다. AC 전원(102)은 모터(106)로 AC 전력을 공급하는 변속 드라이브(VSD)(104)에 전원을 인가한다. AC 전원(102)은 현장에 존재하는 AC 전력 그리드나 분배장치로부터 단일 위상 또는 다중 위상(즉, 3상)의 고정 전압과 고정 주파수의 AC 전력을 VSD(104)로 공급한다. AC 전력 그리드는 전기 설비로부터 직접 공급되거나, 또는 전기 설비와 AC 전력 그리드 사이에서 위치하는 하나 또는 그 이상의 변전소로부터 공급될 수 있다. AC 전원(102)은 대응하는 AC 전력 그리드에 의존하여 50Hz 또는 60Hz의 라인 주파수에서 200V, 230V, 380V, 460V 또는 600V의 AC 전압이나 라인 전압을 VSD(104)로 공급할 수 있다. AC 전원(102)은 AC 전력 그리드의 구성에 의존하여 적당한 고정 라인 전압이나 고정 라인 주파수를 VSD(104)로 제공할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 특정한 사이트는 각기 다른 라인 전압과 라인 주파수 요구조건들을 만족시킬 수 있는 다중 AC 전력 그리드들을 구비할 수 있다. 예를 들면, 사이트는 일정한 애플리케이션(applications)을 취급하도록 230VAC 전력 그리드를 구비할 수 있고 다른 애플리케이션을 취급하도록 460VAC 전력 그리드를 구비할 수 있다.
VSD(104)는 AC 전원(102)으로부터 특별한 고정 라인 전압과 고정 라인 주파수를 갖는 AC 전력을 수용하고, 특별한 요구조건을 만족시키도록 변경될 수 있는 원하는 전압과 원하는 주파수로 AC 전력을 각각의 모터(106)로 공급한다. 바람직하게는, VSD(104)는 AC 전원(102)으로부터 수신되는 고정 전압과 고정 주파수보다 높은 전압과 주파수 혹은 낮은 전압과 주파수를 갖는 AC 전력을 각각의 모터(106)로 제공할 수 있다. 도 2는 VSD(104)의 일 실시 예에 있어서 부품들의 몇몇을 개략적으로 나타낸 것이다. VSD(104)는 3개의 스테이지, 즉 컨버터 스테이지(202), DC 링 크 스테이지(204) 및 인버터 스테이지(206)를 포함할 수 있다. 컨버터(202)는 AC 전원(102)으로부터 나온 고정된 라인 주파수, 고정된 라인 전압의 AC 전력을 DC 전력으로 변환시킨다. DC 링크(204)는 컨버터(202)로부터 나온 DC 전력을 필터링하고, 캐패시터들 및/또는 인덕터들과 같은 저장 부품들로 에너지를 제공한다. 끝으로, 인버터(206)는 DC 링크(204)로부터 나오는 DC 전력을 대응하는 모터(106)에 대한 가변 주파수, 가변 전압 AC 전력으로 변환시킨다.
컨버터(202), DC 링크(204) 및 인버터(206)의 특정 구성들은 VSD(104)가 적당한 전압과 주파수를 모터(106)로 제공하는 한, 본 발명을 제한하지 않는다. 예를 들면, 컨버터(202)는 VSD(104)의 입력 전압보다 큰 출력 전압을 VSD(104)로부터 얻기 위하여 DC 링크(204)에 강화된 DC 전압을 제공하도록 부스트 DC/DC 컨버터에 연결된 다이오드 또는 사이리스터 정류기가 될 수 있다. 다른 예에 있어서, 컨버터(202)는, VSD(104)의 입력 전압보다 큰 출력 전압을 VSD(104)로부터 얻기 위하여 강화된 DC 전압을 DC 링크(204)로 제공하도록 절연된 게이트 양극 트랜지스터들(IGBTs)을 갖는 펄스폭 변조 부스트 정류기가 될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서, VSD(104)는 VSD(104)로 제공된 고정 전압과 고정 주파수의 적어도 2배인 출력 전압과 주파수를 제공할 수 있다. 또한, VSD(104)가 적당한 출력 전압과 주파수를 모터(106)로 제공할 수 있는 한, 도 2에 도시된 부품들과는 다른 부품들을 통합할 수 있음을 이해할 것이다.
VSD(104)는 모터(106)를 시동하는 동안에 큰 돌입 전류가 모터(106)에 도달하는 것을 방지할 수 있다. 또한, VSD(104)의 인버터(206)는 약 단일 전력 요소를 갖는 전력을 모터(106)에 제공할 수 있다. 끝으로, VSD(104)에 의해서 수신된 입력 전압과 입력 주파수를 조정하기 위한 VSD(104)의 능력은, 각기 다른 전력원에 따라 모터(106)를 변경시킴이 없이, VSD(104)로 하여금 다양한 외부 및 내부 전력 그리드들에서 작동될 수 있게 한다.
바람직하게는, 모터(106)는 가변 속도로 구동될 수 있는 유도 전동기이다. 유도 전동기는 2극, 4극 또는 6극을 포함하는 적당한 극의 배열을 구비할 수 있다. 유도 전동기는 부하, 바람직하게는 도 3에 도시된 압축기를 구동시키도록 사용된다. 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 본 발명의 장치 및 방법은 냉동 장치의 압축기를 구동시키도록 사용될 수 있다. 도 3은 냉동장치에 연결된 본 발명의 장치를 일반적으로 나타낸 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, HVAC, 냉동 혹은 액체 냉각장치(300)는 압축기(302), 응축기(304) 및 제어 패널(308)을 포함한다. 제어 패널(308)은 냉동장치(300)의 작동을 제어하기 위해서, 아날로그 디지털(A/D) 컨버터, 마이크로프로세서, 비휘발성 메모리 및 인터페이스 보드와 같은 여러 가지 각기 다른 부품들을 포함할 수 있다. 제어 패널(308)은 VSD(104)와 모터(106)의 작동을 제어하도록 사용될 수 있다. 종래의 냉동 장치(300)는 도 3에 도시되지 않은 많은 다른 특징들을 포함한다. 이러한 특징들은 설명의 편의를 위해서 생략하였다.
압축기(302)는 냉매 증기를 압축하여 배출 라인을 통해서 응축기(304)로 보낸다. 바람직하게는, 압축기(302)는 스크류 압축기로 이루어지지만, 원심 압축기, 왕복 압축기 등의 여러 가지 형식의 압축기가 될 수 있다. 압축기(302)에 의해서 응축기(304)로 운반된 냉매 증기는 유체, 즉 공기나 물과 열교환 하게 되고, 그러한 유체와의 열교환의 결과로서 냉각 액체로의 상 변화를 겪게 된다. 응축기(304)로부터 나오는 응축된 액체 냉매는 대응하는 팽창 장치(도시되지 않음)를 통해서 증발기(310)로 유동한다.
증발기(306)에 있는 액체 냉매는 2차 액체의 온도를 낮추도록 2차 유체, 즉 공기나 물과 열교환 하게 된다. 증발기(306)에 있는 냉각 액체는 2차 유체와의 열교환의 결과로서 냉각 증기로서의 상 변화를 겪게 된다. 증발기(306)에 있는 증기 냉매는 증발기(306)를 빠져나가서 사이클을 완전하게 하도록 흡입 라인에 의해서 압축기(302)로 복귀한다. 적당한 구성의 응축기(304)와 증발기(306)가 장치(300)에서 사용될 수 있고 응축기(304)와 증발기(306)에서 냉매의 적당한 상 변화를 얻을 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은, 모터의 부하 프로파일(profile)이 실질적으로 일정한 토크 부하(스크류 압축기와 같은)인 경우에, 일정한 플럭스나 일정한 volts/Hz 모드에서 모터의 정격 전압과 주파수보다 큰 전압과 주파수로 모터(106)를 작동시킴에 의해서, 모터(106)로부터 증가된 마력과 효율을 얻을 수 있다. 이와는 달리, 플럭스나 volts/Hz는 모터의 부하 프로파일이 원심 압축기나 팬과 같은 가변 토크 부하인 경우에 감소된다. 상기한 바와 같이, 실질적으로 일정한 토크 프로파일을 갖는 부하에 대하여 사용되는 일정한 플럭스나 일정한 volts/Hz 모드에서의 모터 작동은, 모터(106)에 제공된 전압에서의 대응하는 증가와 감소에 부합하도록 모터(106)에 제공된 주파수에서의 증가와 감소를 요구하게 된다. 예를 들면, 4극 유도 전동기는 2 배의 정격 전압과 2배의 정격 주파수하에서 작동하는 경우의 정격 출력 마력과 속도의 2배를 전달할 수 있다. 일정한 플럭스나 일정한 volts/Hz 모드의 경우에 있어서, 모터(106)로 인가되는 전압에서의 증가는 모터(106)의 출력 마력에서의 동등한 증가를 야기한다. 마찬가지로, 모터(106)에 인가되는 주파수에서의 증가는 모터(106)의 출력 속도에서의 동등한 증가를 야기한다. 가변 토크 부하의 경우에 있어서, 최대 속도 이하의 속도에서, 정격 토크가 요구되지 않으면 정격 모터 플럭스가 요구되지 않으므로, 모터 효율에 있어서 약간의 개선을 제공하도록 volts/Hz 비율이 감소된다. 600VAC 이하의 저 전압 모터들은 전체 600VAC 작동을 위한 스테이터 절연 장치를 포함한다. 그러므로, 모터 전압 한계는 600VAC 레벨보다 작거나 같은 모터들에 대하여 600VAC이다. 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 모터(106)에 대한 입력 전압은 입력 전압이 모터 권선들의 절연의 정격 전압과 동일해질 때까지 증가할 수 있다. 상기한 예에서 알 수 있는 바와 같이, 모터(106)의 입력 전압과 주파수가 2배가 되면, 모터(106)에 의해서 제공되는 출력 마력과 속도는 2배가 된다.
또한, 일정한 토크 부하, 즉 스크류 압축기에 있어서, 모터(106)가 일정한 플럭스나 일정한 volts/Hz 모드로 작동하면, 모터가 정격 전압/주파수에서 작동하는 경우보다 효과적인 모터 작동을 제공할 수 있다. 일정한 토크 부하에서 작동하는 경우, 모터(106)에 의해서 이끌어낸 전류는 모터(106)에 인가된 입력 전압과 주파수가 증가함에 따라서 상대적으로 일정하게 유지된다. 모터 전류가 상대적으로 일정하게 유지되므로, 모터(106)에서의 손실은 비교적 일정하게 유지된다. 그러므 로, 모터(106)의 출력 마력이 증가하며, 모터(106)에 의해서 이끌어낸 전류와 모터(106)에서의 대응하는 손실은 실질적으로 동일하게 유지되고, 이것은 모터(106)가 라인 전압과 주파수로 구동되는 경우에 비해서 모터(106)에 대하여 증가한 효율을 제공하게 된다.
모터(106)에서 증가한 마력과 효율을 얻기 위해 본 발명의 일 실시 예에서는 모터(106)를 VSD(104)에 연결하며, 이에 의해 모터의 정격 전압과 주파수보다 큰 입력 전압과 입력 주파수를 모터(106)에 제공할 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 모터(106)는 대응하는 라인 전압과 라인 주파수로 설정될 수 있고, VSD(104)는 상기 라인 전압과 상기 라인 주파수보다 큰 출력 전압과 출력 주파수를 모터(106)로 제공할 수 있다. 이와는 달리, 모터(106)는 대응하는 라인 주파수 및 상기 대응하는 라인 전압보다 작은 전압으로 설정될 수 있고, VSD(104)는 상기 라인 전압과 실질적으로 동일한 출력 전압 및 상기 라인 주파수보다 큰 출력 주파수를 모터(106)로 제공할 수 있다. 두 가지 배열중 어느 한 배열에 있어서, 모터(106)는 모터의 정격 전압과 주파수보다 큰 입력 전압과 입력 주파수를 수신한다.
모터(106)에서 증가한 마력과 효율을 얻기 위해 본 발명의 다른 실시 예에서는 이중 전압 모터, 즉 높은 전압 연결부와 낮은 전압 연결부를 갖는 모터를 VSD(104)에 연결한다. VSD(104)는 이중 전압 모터의 저 전압 연결부에 연결되고, 라인 주파수보다 큰 입력 주파수와 고 전압 연결부에 대응하는 입력 전압을 이중 전압 모터의 저 전압 연결부에 제공한다. VSD(104)에 의해서 이중 전압 모터의 저 전압 연결부에 제공된 입력 전압은 VSD(104)에 의해서 라인 전압으로부터 증가하거나 혹은 이중 전압 모터의 특정한 배열에 의존하는 라인 전압과 같아질 수 있다. 상기 두 실시 예들중 어느 하나에 있어서, 모터(106)는 모터의 증가된 출력 속도와 출력 마력을 얻기 위해서 모터의 정격 전압과 주파수보다 큰 VSD(104)로부터 나온 입력 전압과 입력 주파수로 작동한다.
또한, VSD(104)가 가변 입력 전압과 가변 입력 주파수를 모터(106)에 제공할 수 있으므로, 모터는 모터의 특정한 부하에 의존하여 일정한 플럭스나 일정한 volts/Hz 모드에서 여러 가지 각기 다른 수준으로 작동할 수 있다. 바람직하게는, 제어 패널, 마이크로프로세서 또는 컨트롤러는 제어 패널에 의해서 수신된 센서 판독값들에 의존하여 VSD(104)와 모터(106)에 대하여 최적의 작동 설정을 제공하기 위해 VSD(104)(가능하면 모터(106)까지)의 작동을 제어하도록 VSD(104)로 제어 신호들을 제공할 수 있다. 예를 들면, 도 3에 도시된 냉동 장치(300)에 있어서, 제어 패널(308)은 냉동 장치에서의 조건들의 변화에 대응하도록 VSD(104)의 출력 전압과 주파수를 조정할 수 있다. 즉, 제어 패널(308)은 모터(106)의 원하는 작동 속도와 압축기(302)의 원하는 부하 출력을 얻기 위해서 압출기(302)에서의 부하 조건들이 감소하거나 증가하는 것에 반응하여 VSD(104)의 출력 전압과 주파수를 증가시키거나 감소시킬 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 요소들에 대한 수정 및 변경의 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 필수적인 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 특별한 상황들이나 재료에 대하여 많은 변경이 이루어질 수 있다. 그러므로, 본 발명은 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명으로 제한되지 않으며, 첨부된 특허청구의 범위 내에서 모든 실시 예들을 포함할 것이다.

Claims (23)

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  5. 유도 전동기의 출력 마력을 증가시키기 위한 방법으로서,
    소정의 출력 마력을 제공하는 소정의 정격 작동 전압과 주파수를 갖는 유도 전동기를 제공하는 단계;
    상기 소정의 정격 작동 전압과 주파수보다 큰 전압과 주파수를 출력할 수 있는 변속 드라이브를 제공하는 단계;
    상기 유도 전동기로 전력을 제공하도록 상기 변속 드라이브를 상기 유도 전동기에 연결하는 단계; 그리고
    상기 소정의 정격 작동 전압과 주파수보다 큰 출력 전압과 주파수를 상기 유도 전동기로 제공하도록 상기 변속 드라이브를 작동시키는 단계로, 상기 소정의 정격 작동 전압과 주파수보다 큰 출력 전압과 주파수에서 상기 유도 전동기를 구동시키는 경우, 상기 유도 전동기는 상기 소정의 출력 마력보다 큰 출력 마력을 발생시키는 단계;를 포함하며,
    상기 유도 전동기를 제공하는 단계는, 높은 전압 연결부와 낮은 전압 연결부를 갖는 이중 전압 모터를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 변속 드라이브를 상기 유도 전동기에 연결하는 단계는, 상기 변속 드라이브를 상기 이중 전압 모터의 상기 낮은 전압 연결부에 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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  13. 모터의 출력 마력을 증가시키기 위한 장치로서,
    소정의 정격 작동 전압과 주파수를 갖는 모터로, 상기 모터로 입력되는 상기 소정의 정격 작동 전압과 주파수에 반응하여 소정의 출력 마력을 발생시키도록 구성된 모터; 및
    상기 모터로 전력을 인가하도록 상기 모터에 연결된 변속 드라이브로, 상기 모터로 가변 출력 전압과 가변 출력 주파수를 제공하도록 구성되고, 이때 상기 가변 출력 전압과 상기 가변 출력 주파수는, 상기 소정의 정격 작동 전압과 주파수보다 작은 출력 전압과 출력 주파수와, 상기 소정의 정격 작동 전압과 주파수보다 큰 출력 전압과 출력 주파수 사이의 범위인, 변속 드라이브;를 포함하며,
    상기 소정의 정격 작동 전압과 주파수보다 큰 출력 전압과 출력 주파수에서 상기 모터가 작동하는경우, 상기 모터는 상기 소정의 출력 마력보다 큰 출력 마력을 발생시키며,
    상기 모터는 높은 전압 연결부와 낮은 전압 연결부를 갖는 이중 전압 모터로 이루어진 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 변속 드라이브는 상기 이중 전압 모터의 상기 낮은 전압 연결부에 연결되고, 상기 높은 전압 연결부에 대응하는 전압과 실질적으로 동일한 출력 전압을 제공할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
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  23. 냉동 장치로서,
    폐쇄된 냉동 회로로 연결된 압축기, 응축기 및 증발기;
    상기 압축기를 구동시키도록 상기 압축기에 연결된 모터로, 소정의 정격 작동 전압과 주파수를 가지며, 상기 모터에 제공되는 상기 모터의 상기 소정의 정격 작동 전압과 주파수에 반응하여 소정의 출력 마력을 발생시키도록 구성된 모터;
    상기 모터로 전력을 인가하도록 상기 모터에 연결된 변속 드라이브로, 상기 모터로 가변 출력 전압과 가변 출력 주파수를 제공하도록 구성되고, 이때 상기 가변 출력 전압과 상기 가변 출력 주파수는, 상기 소정의 정격 작동 전압과 주파수보다 작은 출력 전압과 출력 주파수와, 상기 소정의 정격 작동 전압과 주파수보다 큰 출력 전압과 출력 주파수 사이의 범위인, 변속 드라이브;를 포함하며,
    상기 소정의 정격 작동 전압과 주파수보다 큰 출력 전압과 출력 주파수에서 상기 모터가 작동하는경우, 상기 모터는 상기 소정의 출력 마력보다 큰 출력 마력을 발생시키며,
    상기 모터는 600VAC용 고정자 절연 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 장치.
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