인버터가 소손 되는 원인 파악
인버터가 소손 되는 원인 파악
1. 문제상황
생산라인
PLC, 인버터 모두 LS 사용중입니다.
전체라인 대략 인버터 70개 정도 사용중
IG5A 사용중이구요
한달에 평균 1~2개씩은 교체
부하의 종류는 3상모터를 가동해서 컨베어 동작, 혹은 펌프 동작이 대부분입니다.
유독 컨베어 모터가 소손되는 경향은 있습니다.
먼지는 많은 환경입니다. 소손된 인버터 빼보면 팬에 먼지는 많습니다.
그래서 일단 먼지 영향을 제일 우선순위로 생각하고는 있습니다.
수리를 자주보내는 편인데 "인버터 내부 열화로 인하여 콘덴서 수명 저하" 라고 하네요
2. 원인파악
(1)
플랜트는 중국산 국산 (엘에스) 안쓰는 이유 환경이 안좋은 경우 수명이 매우짧아 인버터가 터져나가
라인이 서버리면 손해가 막심하시때문입니다. 비싸지만 외산쓰는것이 조업에도 영향을 안주기때문이죠
(2)
분진이 많은경우 쿨링팬 성능의 저하에 영향을 주고 쿨링이 약해지면 인버터 열관리에 영향을 줍니다
발열체인 인버터에 악영향을 주게됩니다.
열이심하면 전해콘덴서의 수명은 보통 절반가까이 줄어들게되며 사용된 콘덴서의 데이터 시트를 보면
온도별 수명을 알수있습니다.
(3)
일반 컨베어 라인이 한달 평균1~2개 교체면 뭔가 잘못된거 같네요
인버터 전원라인 필터,리액터 ,부하용량, 인버터 용량 등을 잘 살펴봐야하지 않을까싶네요
그리고 내부열화 라고하면 인버터 용량이 부족하지 않을까싶네요
초기 비용 절감을 위해 인버터 용량을 너무 타이트하게 잡으면 인버터 과부하로 발열이 더심합니다.
(4)
인버터 고장의 원인은 워낙 다양하여 현장을 보지 않고 진단하기가 매우 어렵습니다.
그 중에서 많은 부분이 냉각 문제입니다.
인버터에 냉각팬이 설치되어 있는 이유는 열이 많이 발생하기 때문에 이를 식혀주기 위해서 입니다.
그런데 각 인버터 메이커마다 냉각하는 방법이 조금씩 차이가 있습니다.
열이 가장 많이 발생하는 전력소자 (IGBT등)를 냉각하는 팬과 인버터 내부에 설치되어 있는
Control전원용 변압기 또는 Capacitor 를 냉각하기 위하여 별도로 팬을 분리하여 설치한 인버터도 있습니다.
냉각이 중요하기 때문입니다.
LS 인버터는 외부에서 24V의 Control전원을 연결할 수가 없습니다.(용량이 큰 경우에는 있는 것도 있음)
그러나 타사 제품들은 외부에서 24V를 연결하여 Control 전원으로 사용을 할 수도 있습니다.
즉 인버터 내부에 사용하는 DC 24V나 다른 DC 전압을 만들기 위해 작은 변압기가 Board위에 설치되어 있고
리플 제거 및 보호를 위하여 Capacitor가 많이 설치되어 있는 데, 이 부분이 열로 인하여 고장이 매우 빈번하게 발생합니다.
이렇게 되면 인버터에 고장이 발생한 후 원인을 찾는다고 전원을 내리고 몇시간 헤매다가
전원을 다시 투입하면 정상으로 작동하는 경우도 있습니다. 이는 고장찾는라고 전원을 내려서
Capacitor나 변압기의 온도가 내려가 정상으로 작동을 하는 것입니다. 그리고 콘트롤패드에 전원이 죽어버려
디스플레이가 않되는 경우도 있습니다. 만약 파라미터를 저장해 놓지 않았을 경우 콘트롤패드가 죽어서 골치가 아프게 됩니다.
이러한 이유로 웬만한 인버터는 전부 외부에서 벌도로 Control 전원을 연결하여 사용할 수 있도록하는 것입니다.
Capacitor와 냉각팬은 수명을 가지는 부품입니다. 일정한 기간 사용을 하면 교체를 해 주어야 하며
그 주기가 10년 이상이 되기 때문에 크게 신경을 쓰지 않습니다.
(각 메이커마다 사용하는 변압기나 Capacitor등의 소자가 틀리기 때문에 정확하게 말하기가 어렵습니다.)
그러나 일부 회사 제품은 Capacitor를 70도짜리를 사용하기 때문에 이상한 현상이 더욱 많이 나타나는 것입니다.
생산 손실 대비 제품 교체비용이 훨씬 유리할 수 있으니 잘 판단하시것이 좋을 것 같습니다.
그리고 외국 최고의 제품이 LS보다 금액이 저렴한 것도 많이 있습니다.
선입견으로 외국제품이 비싸다고 생각하여 꺼리는 경우도 많이 있습니다.
(5)
제가 경험한 경우가 있었는 데, 인버터 카타로그에 인버터 타입별로 몇 kW 모터용으로 적혀 있었는 데,
문제가 발생하여 모터 명판을 보니 모터의 정격 전류가 인버터 정격전류보다 커서
실제로 운전을 하면 인버터의 전류가 인버터 정격 전류의 95%정도로 운전이 되고 있었으며,
가끔 100%를 넘는 경우여서 인버터 용량을 한단계 올려서 해결한 적이 있습니다.
당시에 저도 모터 KW만 확인하고 괜찮다고 여겼는 데 인버터 용량이 부족하여
인버터의 온도가 너무 높게 올라가서 발생한 문제였습니다.