실무자가 들려주는 인버터란
인버터란
인버터는 "DC(직류)를 AC(교류)로 바꿔주는 장치" 입니다.
인버터는 빨간색 꼬깔과 검은색 꼬깔, 그리고 뒷면에 AC 코드가 있는 사각 박스의 모습을 하고 있습니다.
AC 교류
"주파수"는 로터가 회전하면서 만들어내는 교류 파형의 초당 몇번 반복하는 지를 의미합니다.
북아메리카를 비롯하여 세계 몇 개국에서는 우리나라와 같이 초당 60회 반복되는 60Hz 전기를 사용하고 있습니다.
그 말은 양(+)극에서 음(-)극으로 초당 120회 변화 하였다는 의미 입니다.
유럽을 비롯한 다른 나라에서는 초당 50Hz의 전기를 주로 사용합니다.
우리가 자주 사용하는 전자제품인 전자레인지나 세탁기, 냉장고는 돼지코라고 부르는 콘센트에서 AC(교류)전원을 연결하여 사용합니다.
하지만 태양 전지판이나 배터리에서 나오는 전기는 DC(직류)로 이루어져있습니다.
인버터는 배터리를 사용해서 AC전원을 공급하고 싶을 때 사용합니다.
인버터의 동작 원리
인버터는 DC(직류)를 사용하여 교류발전기와는 다른 방법으로 AC(교류)를 생산합니다.
DC(직류)가 로터를 회전 시키면, 3개의 코일이 각 AC(교류)를 생산하게 됩니다.
이렇게 생산된 AC를 교류발전기에서는 다시 DC(직류)로 바꾸어 사용합니다.
이와 다른게 인버터는 "IGBT"라고 하는 전기적 스위치로 구성되어있습니다.
인버터 내부의 제어기에 의해 전기신호로 매우 빠르게 개,폐(열고 닫기를)하며, AC(교류)를 생산합니다.
AC(교류)는 직류와 다르게 +와 -가 왔다 갔다 변하는 모습을 하고 있습니다.
이를 구현하기 위해 인버터는 위와 같은 회로를 구성해야합니다.
만약 S1과 S4를 연결하게 되면 아래와 같은 빨간 선으로 +전류가 흐르게 될 것입니다.
반대로 S2과 S3을 연결하게 되면 아래와 같은 검은 선으로 +전류가 흐르게 될 것입니다.
위와 같은 원리로 우리는 AC를 손에 넣게 됩니다.
만약 이 방법을 초당 120회 전환 하게되면 우리는 60Hz의 전기를 생산 할 수 있습니다.
우리가 이렇게 생산한 60Hz의 전기는 사실 매우 낮은 AC(교류)전압을 가지고 있기 때문에 우리는 "스텝업 변압기"를 활용하여 전압을 높여 주어야합니다.
사실 이론적으로는 위와 같이 구성하여 60번만 끄고 켜는 것을 반복하면 교류와 비슷하게는 생산할 수 있습니다.
제가 왜 비슷하게 생산할 수 있다고 했는지 이해하신 계신가요?
교류전류는 사인파(부드러운 곡선)를 그리며, +와 -가 변경되어야하는데, 위와 같은 방법은 불가능 하기 때문에 우리는 PWM(펄스 폭 변조)라는 것을 사용해 부드러운 곡선을 만들어 주어야합니다.
정리하자면,
인버터는 DC(직류)를 AC(교류)로 바꿔주는 장치이다.
인버터 내부에는 4개의 스위치가 있고, 이를 이용하여 AC(교류)를 생산한다.