크레인 양방향 인버터 적용 제안 (2016.11.17)

●고성능 양방향 인버터 적용 제안서
1. 현장 설치 현황
2. 양방향 인버터 구조
3. 양방향 인버터 특장점
4. 전력절감 사례
5. 필요성

●현장 설치 현황 : 설치 후 2년 이상으로 내구성 확보
No. 주문용량 설치년도 고객사
1 HED4075NN 2014.03 국제산업렌탈
2 HHD4037NN 2014.03 세아제강 순천공장
3 HGD4037NN 2014.03 대림산업
4 HGD4037NN 2014.03 대림산업
5 HGD4075NN 2014.05 포항포스코
6 HGD4015EN 2014.06 삼천포화력
7 HGD4015EN 2014.06 삼천포화력
8 HGD4160-EN 2014.07 포항 포스코
9 HGD4160-NN 2014.07 포스코 ICT
10 HGD4045NN 2014.07 고려제지 소각장
11 HGD4037NN 2014.07 세아제강
12 HGD4037NN 2014.07 세아제강
13 HGD4007NN 2014.08 삼천포화력
14 HED2090NN 2015.04 성원중기계 Auger
15 HED4037NN 2014.08 고려제지(시화) 소각장
16 HGD4045NN 2014.08 수지환경센터 소각장
17 HGD4055NN 2014.11 광명자원회수 소각장
18 HGD4037NN 2014.12 대양제지(안산) 소각장
19 HGD4055NN 2014.12 세아제강
20 HED2220NN 2015.05 부천자원시설 소각장

■ POSCO 설치 현황
No. 모델 모션 적용현장
1 HGD4160NN 주권(V.C) 포항 1제강
2 HGD4075NN 대차 포항 1제강
3 HGD4250NN 주권(롤샾) 광양 4냉연
4 HGD4250NN 주권(R3) 광양 3냉연
5 HGD4160NN 주권(R2) 광양 2냉연
6 HGD4160NN 주권(C1) 광양 1냉연
7 HGD4075NN 보권 광양 3열연
8 HGD4075NN 보권(H3) 광양 3냉연
9 HGD4220EN 주권(TONGS) 포항 1연주
10 HGD4220EN 주권(TONGS) 포항 1연주
11 HGD4160EN 보권(TONGS) 포항 1연주
12 HGD4160EN 보권(TONGS) 포항 1연주
13 HGD4090NN 주행(TONGS) 포항 1연주
14 HGD4090NN 주행(TONGS) 포항 1연주
15 HGD4018NN 횡행(TONGS) 포항 1연주
16 HGD4018NN 횡행(TONGS) 포항 1연주

●당사 양방향 인버터의 구조

●고성능 양방향 제어반(인버터) 특장점

비교항목/ 2차 저항 제어
모터 타입/ 권선형
소요전력/ “0.7~0.9(발전제동 영역에서 회생)”
에너지 절감/ 0%
제어성능/ 1) 저속운전이 어려움
2) 위치조정을 위한 빈번한 촌동
운전이 요구됨 (전력소모의 주요 원인)
정비/관리/ 1)빈번한 기계적,전기적 정비 필요
“브레이크.드럼,기어,와이어,
콘텍터,모터권선 및 브러쉬”

설치편의성/ 1) 2차 저항기 필요
2) T/G 필요

비교항목/ 단방향 인버터
모터 타입 / 권선형,농형
소요전력/ 1
에너지 절감 / 10%(회생)
제어성능/ 1) 저속운전 가능: Trip 발생우려
2) 1%이내의 속도 정밀도
정비/관리/ 1) 5~10년 주기의 전기부분 교체
2) 2차 저항제어에 긴 기계적 정비
설치편의성/ 1) 제동저항기 필요
2) 엔코터 필요

비교항목/ 양방향 인버터
모터 타입/ 권선형,농형
소요전력/ 0.2~0.5 (전기적,기계적 손실분만 소요됨)
에너지 절감/ 40~70% (회생)
제어성능/ 1) 저속운전 가능
2) 1%이내의 속도 정밀도
3) 다양한 부하조건하에서도 정지 속도 제어(0~200% 부하조건)
4)200% 이상의 기동토크
정비/관리/ 1) 5~10년 주기의 전기부분 교체
2) 2차 저항제어에 비해 긴 기계적 정비

설치편의성/ 1) 저항제동기 불필요
2) 2차 저항기 불필요
3) T/G 및 엔코더 불필요

●전력 절감 사례
※두산중공업 TE97 크레인 전력 절감 실증
구분 / 전압[V] / 전류[A] / 전력[KW]/역율[%]/에너지절감율[%]
1단 운전/ Ge Drive/444/ 28/ 6.5/ 68/ 89
기존운전/ 433/ 103/ 58/ 70/
2단 운전/ Ge Drive/441/ 28/ 6.4/ 67/ 88
기존운전/ 436/ 95/ 52/ 63/
3단 운전/ Ge Drive/439/ 99/ 18/ 90/ 25
기존운전/ 436/ 119/ 24/ 82/
4단 운전/ Ge Drive/439/ 100/ 16.9/ 91/ 29
기존운전/ 438/ 117/ 24/ 82/

** 검토결과 – POSCOICT 작성
가. 단수별[1~4단 개별비교] 에너지 절감율 평균: 58%
나. Ge Drive가 전반적으로 입력전압의 변동율이 적고 역율이 향상됨
다. 3단과 4단에서의 소비전력은 거의 동일 [운전방식에 따라 차이 발생]

●필요성
1) 설치 편의성
※ 제동 저항기 및 2차 저항기 불필요 (권선형 모터 사용 시)
※ 우수한 센서리스 벡터제어 성능 제공으로 엔코더 설치 불필요
: 기존 모터 (권선형/농형) 사용 가능

2) 우수한 제어 성능 및 안정성 제공
※ 다양한 부하조건에서도 정지속도 제어 (0~200% 부하 조건)
: 브레이크 패드 마모 방지
※ 200% 이상의 기동토크
※ 권선형 모터 사용시 높은 기동전류 및 낮은 역률 문제 해소

3) 생산성 향상
※ 자동 부하감지 기능을 이용한 다양한 영역에서 자동 속도 제어 : 조업시간 단축
: 경부하 → 정격속도 이상의 고속운전, 중부하 → 정격속도 이내 운전

4) 정비 비용 감소
※ 기계 수명 연장 (와이어,감속기,브레이크,구조물 등)
※ 권선형에 적용시 브러쉬 분말의 비산으로 인한 절연 파괴 현상 제거

⊙ 크레인 양방향 인버터 적용 제안서(2016.11.17)

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작성자: 崔