인버터를 설치하면 역률도 같이 좋아지나요?

Question

공장에서 인버터를 설치하면 전기요금도 절약되고 모터도 부드럽게 운전된다고 들었습니다. 그런데 어떤 분은 인버터를 사용하면 역률도 좋아진다고 하시고, 또 어떤 분은 역률 콘덴서는 따로 필요하다고 하시더라고요. 인버터가 실제로 역률 개선에도 도움이 되는지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.

인버터는 입력전원을 직류로 바꾼 뒤 다시 원하는 주파수의 교류를 만들어 모터를 제어하는 장치입니다. 일반적으로 모터 자체의 역률보다 입력측 역률은 비교적 좋은 편입니다.하지만 인버터를 설치했다고 해서 공장 전체 역률이 크게 좋아지는것이 아닙니다 부하 특성에 따라서는 별도의 역률 개선용 콘덴서가 필요한 경우도 있습니다. 따라서 인버터는 주로 속도 제어와 에너지 절감이 목적이며 역률 개선은 설비 상태를 확인한 뒤 별도로 검토하는 것이 일반적입니다.

Answer 2

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

일단 인버터를 사용하시면 전원 측에 기본파 역률을 95% 이상으로 대폭적으로 개선할 수 있습니다. 내장되어 있는 평활 콘덴서와 정류 회로 덕분에 전압이랑 전류의 위상차가 거의 사라지는 게 원리이죠. 따라서 일반 모터를 직접 전원에 연결할 때 보다 훨씬 전력 효율이 올라갑니다. 그리고 기본파 역률은 더 좋아지게되죠.

하지만 정류 과정에서 파형이 찌그러지는 고주파 전류가 발생하게 됩니다. 이 고조파 때문에 실제로 전체적인 종합 역률은 떨어지게 됩니다. 그래서 이것을 해결하려면은 인버터 입력 측에 AC나 DC 리액터를 같이 설치를 해 주시면 됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.

네, 인버터를 사용하면 모터를 직입 운전할때보다 역률이 좋아지는 경우가 많지만, 무조건 ‘역률 개선장치’라고 보기는 어렵습니다.

인버터는 입력 AC를 DC로 정류한 뒤 다시 원하는 주파수와 전압의 AC로 만들어 모터를 제어합니다. 그래서 모터의 무효전력을 전원측에서 그대로 끌어오는 구조가 아니어서 기본파 기준 역률은 상당히 좋아질 수 있습니다.

다만 인버터 입력단의 정류회로 때문에 전류 파형에 고조파가 생깁니다. 이 때문에 위상차만 보는 역률은 좋아 보여도, 고조파까지 포함한 종합역률(True Power Factor)은 기대만큼 높지 않을 수 있습니다.

또 한 가지 중요한 점은 인버터 출력측에 일반 역률개선용 콘덴서를 설치하면 안 된다는 것입니다. 인버터 출력은 일반 상용전원과 파형이 달라 과전류나 고장 원인이 될 수 있습니다.

결론적으로 인버터는 모터 속도제어와 에너지 절감이 주목적이고, 그 과정에서 역률 개선 효과도 어느 정도 얻을 수 있다고 보면 됩니다. 공장 전체 역률이 부족하다면 인버터만 믿기보다는 실제 역률과 고조파를 측정한 뒤 별도의 역률보상 설비가 필요한지 판단하는 것이 좋습니다.