중요한 인버터가 모르는 사이에 고장 직전은 아닌가요?

문제: 달력 기준 정비로는 부족합니다

인버터는 대부분 반도체와 구리로 이루어져 있으며, 이들은 거의 마모되지 않습니다. 마모되는 부품은 두 가지입니다. DC 링크의 전해 콘덴서와 냉각팬입니다. 이것이 소모품이며, 제때 교체하는 것이 인버터 예방 정비의 거의 전부입니다.

두 부품 모두 달력의 날짜가 아니라 열로 노화합니다. 시원하고 깨끗한 실내의 인버터는 용광로 옆 뜨거운 패널 안의 같은 인버터보다 콘덴서를 두 배 오래 쓸 수 있습니다. 그래서 모든 인버터에 같은 주기를 적용하면 어떤 것에는 너무 이르고 어떤 것에는 너무 늦습니다.

• DC 링크 콘덴서는 내부에서부터 마릅니다. 수명은 코어 온도에 좌우되며, 코어 온도는 주변 공기와 콘덴서를 흐르는 리플 전류에 따라 올라갑니다.
• 냉각팬은 베어링 그리스가 노화하면 고장 납니다. 그리스는 뜨거울수록, 팬이 도는 동안에만, 그리고 먼지가 많을수록 더 빨리 노화합니다.

내 인버터로 추정해 보기

실제 운전 조건(인버터 주변 공기, 부하, 가동 시간, 환경, 전원 품질)을 입력해 각 부품의 남은 수명을 추정하세요.

숫자로 보는 영향

35 °C 패널 안에서 75 % 부하로 깨끗한 실내에서 하루 16시간 운전되는 인버터를 생각해 보세요. 계산기는 콘덴서 11.9년, 냉각팬 6.8년을 냅니다. 이제 한 번에 한 가지만 바꿔 봅니다.

• 패널이 10 °C 더 뜨거우면 콘덴서가 11.9년에서 6.0년로 줄어듭니다.
• 전원 전압 불평형이 2 %면 콘덴서가 11.9년에서 9.7년로 줄어듭니다.
• 실내에 먼지가 많으면 냉각팬이 6.8년에서 4.8년로 줄어듭니다.

이 인버터가 오늘 멈춘다면, 라인의 정지 1시간은 얼마의 손실인가요?

나이를 짐작하기 전에 명판을 읽으세요

냉각팬의 마모 시계는 인버터가 설치되어 운전될 때 시작합니다. 콘덴서는 다릅니다. 선반 위에서도 노화합니다. 첫 기동 전에 인버터가 얼마 동안 전원 없이 있었는지 확인하세요.

선반 위에서 노화하는 것과 노화하지 않는 것

• DC 링크 콘덴서는 전원 없이도 노화합니다. 보관 중 산화막이 열화되고 누설 전류가 커지며, 보관 장소가 뜨거울수록 더 빠릅니다(Nippon Chemi-Con). 리포밍이 바로잡는 것이 이것입니다.
• 냉각팬: 수명은 운전 시간(L10), 즉 회전한 시간으로 표기됩니다(ebm-papst, RS DesignSpark). 참고한 공개 자료에는 팬의 보관 수명 규칙이 없습니다. 팬의 마모에서 중요한 것은 회전 시간입니다.

보관 기간을 아는 방법

제조일과 전원을 넣을 날짜를 비교하세요. 제조일은 명판에 있거나 시리얼 번호에 부호화되어 있습니다. 예를 들어 ABB는 시리얼 번호의 어느 자리가 연도와 주차인지 문서로 밝히고 있습니다. 창고의 예비 인버터와 공장에서 꺼져 있던 인버터도 포함됩니다. 중요한 것은 전원 없이 지난 기간입니다. 날짜를 확인할 수 없다면 최악의 경우로 보고 제조사 절차에 따라 리포밍하세요.

출처: ABB p. 8

예비 인버터 보관 방법

콘덴서 제조사들은 직사광선을 피해 보통의 온도와 습도에서 보관하라고 권장합니다. 열은 누설 전류 증가를 앞당깁니다(Nippon Chemi-Con). 인버터를 결로 없이 깨끗하고 건조하게 유지하세요(ABB는 리포밍 전에 이를 요구합니다). 보관 온도에 따라 한계가 달라집니다. 한 제조사는 최고 50, 45, 40 °C 보관에 따라 각각 12, 24, 36개월까지 무전원을 허용합니다(Schneider Electric). 또 한 제조사는 모범 사례로 보관 중인 인버터에 정격 전압을 정기적으로, 약 6개월마다 인가하라고 권장합니다(KEB).

상황 → 할 일

상황	할 일	출처
무전원 1년 미만	리포밍 없이 기동합니다.	ABB p. 7 · KEB America
무전원 1~2년 (일부 모델은 3년까지)	사용 전에 리포밍: 제조사 지시에 따라 무부하로 30분에서 1시간 전원을 넣습니다. 리포밍 보기	ABB pp. 6, 9 · KEB America
2년 초과 (일부 모델은 3년)	제어된 회로로 리포밍: 전류를 제한하거나 전압을 단계적으로 올립니다. 리포밍 보기	ABB pp. 6, 10 · KEB America
제조일 또는 보관 기간을 모름	최악의 경우로 간주: 전원을 넣기 전에 제조사 절차로 리포밍합니다. 리포밍 보기	Wertek 권장 사항

운전을 시작하는 날 기록할 것

설치 날짜(실제 운전에 전원을 넣은 날)와, 리포밍했다면 그 날짜와 방법입니다. 위 계산기는 설치 날짜부터 수명을 계산합니다. 이 날짜가 없으면 모든 추정이 엉뚱한 곳에서 시작합니다.

Wertek에서는 인버터 명판에 설치 날짜와 콘덴서 리포밍 날짜가 자산 이력으로 저장됩니다. 리포밍은 콘덴서를 새것으로 만들지 않으므로 추정 수명을 초기화하지 않습니다.

1년 넘게 보관했나요? 전원을 넣기 전에 콘덴서를 리포밍하세요

마모의 시계는 인버터가 제조된 때가 아니라 설치되어 전원이 들어간 때부터 시작합니다. 그러나 선반 위의 인버터도 콘덴서 입장에서는 쉬고 있는 것이 아닙니다. 인버터 제조사들은 인버터가 약 1년 이상 전원 없이 있었다면 정격 전압을 가하기 전에 DC 링크 콘덴서를 리포밍하라고 요구합니다. 이를 건너뛰면 첫 기동에서 콘덴서가 파손될 수 있습니다.

보관된 콘덴서에 왜 필요한가

보관 중에는 알루미늄 전해 콘덴서를 절연하는 산화막이 전해액과 서서히 반응합니다. 견딜 수 있는 전압이 낮아지고 누설 전류가 커지며, 보관 장소가 뜨거울수록 더 심해집니다. 이때 정격 전압을 한 번에 가하면 누설 전류로 인한 열이 유전체를 파괴하고 콘덴서의 압력 방출 밸브가 열릴 수 있습니다. 제어된 전압 처리는 산화막을 다시 형성하고 누설 전류를 정상 수준으로 되돌립니다.

인버터 제조사들이 요구하는 것

전원 없이 지난 기간	제조사 요구 사항	출처
1년 미만	리포밍이 필요 없습니다.	ABB p. 7
모델에 따라 1년에서 2년 또는 3년	사용 전에 부하 없이 30분간 인버터에 전원을 넣습니다.	ABB pp. 6, 9
모델에 따라 2년 또는 3년 초과	DC 링크에 외부 리포밍 회로를 연결하고 전류를 제한(최대 500 mA)한 상태로 제조사가 정한 시간 동안 처리합니다.	ABB pp. 6, 10
최고 50, 45, 40 °C에서 보관 시 각각 12, 24, 36개월	모터를 기동하기 전에 1시간 동안 전원 전압을 인가하며, 그동안 운전 명령이 불가능해야 합니다.	Schneider Electric
1~2년; 2년 초과	변조 출력 없이 인버터를 1시간 운전합니다. 2년이 지나면 가변 변압기로 입력 전압을 천천히 올립니다.	KEB America

제조사마다 기준선이 다릅니다. 연수와 인버터 모델로, 연수만으로, 또는 보관 온도로도 정합니다. 그래서 유효한 절차는 내 인버터 제조사의 절차뿐입니다.

절차 개요

• 시작 전: 전원을 분리하고 잠금 조치한 뒤, 입력 단자와 DC 단자의 대지 전압이 0인지 확인하고, 리포밍 회로가 연결된 동안에는 절대 인버터 전원을 넣지 않습니다(ABB, pp. 9, 11).
• 콘덴서에는 정격 전압을 한 번에 가하지 않고 제어하며 전압을 가합니다. 전류를 제한하거나(한 제조사는 500 mA로 제한하고 DC 전압을 인버터 정격 AC 전압의 1.35~1.45배로 하거나 0부터 서서히 올림, ABB, p. 10) 가변 변압기로 입력 전압을 천천히 올립니다(KEB).
• 시간은 보관 기간에 따라 다릅니다. 짧은 보관은 30분 또는 1시간, 긴 보관은 제조사가 정한 더 긴 시간입니다. 모터는 기동하지 않고 부하도 걸지 않습니다.
• 끝나면 콘덴서가 방전되기를 기다리고(한 제조사는 5분 명시), 아무것도 만지기 전에 DC 링크가 0에 가까운지 측정합니다(ABB, p. 11).

Wertek으로 추정에서 관리로

계산기는 조건이 절대 바뀌지 않는다고 가정합니다. 실제 인버터는 여름에 더 뜨겁게 운전되고, 생산에 따라 부하가 바뀌며, 청소 사이에 먼지가 쌓입니다. Wertek은 추정을 계획으로 바꿉니다.

• 명판과 설치 날짜를 디지털화하세요. 모든 추정이 그 날짜에 달려 있습니다.
• 기한이 되면 작업 지시를 생성하는 정비 계획.
• 기술자는 모바일 앱에서 작업 지시를 받고, 작업을 기록하고, 종료합니다.

중요한 드라이브를 보호하세요

Wertek에 인버터와 명판 정보를 등록하는 것은 무료입니다. 예약된 작업 지시는 유료 플랜에 포함됩니다.

웹에서 시작하기 Google Play에서 다운로드

추정의 근거

DC 링크 콘덴서: 콘덴서 내부의 열

알루미늄 전해 콘덴서의 수명은 무엇보다 내부 온도에 좌우됩니다. 콘덴서 제조사들은 같은 규칙을 공개합니다. 코어가 시원할수록 오래가며, 대략 10 °C 낮아질 때마다 두 배입니다. 이들의 수명 추정 가이드는 15년에서 멈춥니다.

인버터 안에서 이 온도는 세 가지로 올라갑니다. 인버터 주변 공기, 부하(전류가 많을수록 콘덴서를 내부에서 데우는 리플이 커짐), 그리고 DC 링크에 추가 리플을 흘리게 만드는 전원 전압 불평형입니다. 정지 상태로 전원만 인가된 시간도 콘덴서를 노화시키지만, 더 느립니다.

추정 수명 (년)

인버터 주변 공기 온도 (°C)

음영 구간: 추정 상한 (15년)

냉각팬: 베어링의 그리스

팬의 수명을 끝내는 것은 대개 베어링의 그리스입니다. 팬 제조사는 수명을 L10, 즉 팬 열 대 중 한 대가 고장 나는 시간으로 표기하며, 업계 규칙은 그리스 수명이 15 °C 높아질 때마다 약 절반으로 줄어든다는 것입니다.

그리스는 팬이 도는 동안에만 노화하므로 가동 시간이 달력만큼 중요합니다. 먼지는 수명을 더 줄이지만, 얼마나 줄이는지에 대한 공개 법칙은 없습니다. 그래서 이 효과는 Wertek 자체의 가정이며 현장 데이터로 보정하도록 설계되어 있습니다.

추정 수명 (년)

인버터 주변 공기 온도 (°C)

음영 구간: 추정 상한 (15년)

공개된 것과 Wertek 자체 가정

위의 두 규칙, 즉 열이 콘덴서와 팬 그리스의 수명을 줄인다는 것은 공개된 내용이며, 출처는 아래에 링크되어 있습니다.

나머지는 일반적인 산업용 인버터를 기준으로 한 Wertek 자체 가정입니다. 인버터 내부 공기가 주변보다 얼마나 더 뜨거운지, 부하와 전원 불평형이 콘덴서를 얼마나 데우는지, 입력하지 않았을 때의 부품 일반 정격 수명, 그리고 먼지가 팬 수명을 얼마나 줄이는지입니다. 부품 교체 기록이 쌓이면서 보정됩니다. 부품 사양을 알고 있다면 고급 항목에 정격값을 입력하세요.

출처

모두 공개 자료입니다. 이 페이지는 각 출처가 설명하는 규칙을 사용하며, 나머지 가정은 Wertek 자체 가정입니다.

• Nippon Chemi-Con — 알루미늄 전해 콘덴서 수명: 10 °C마다 두 배, 리플 발열, 15년 상한.
• ebm-papst — 팬 기계적 수명의 L10 공식; 일반적인 한계로서의 그리스 수명.
• RS DesignSpark — 팬에서 L10 수명이 중요한 이유; 15 °C마다 그리스 수명이 절반이 되는 계산 예.
• Power Monitors — 전원 전압 불평형이 인버터 DC 링크의 리플을 높이는 원리.
• ABB — Capacitor reforming instructions (3BFE64059629 Rev H) — DC 링크에 전해 콘덴서가 있는 드라이브의 콘덴서 리포밍 지침: 리포밍 시기, 무전원 기간별 방법, 시리얼 번호에서 제조일 읽는 법.
• Schneider Electric — FAQ FA337087 — Altivar Process 드라이브의 보관 온도별 리포밍 전 보관 기간.
• Nippon Chemi-Con — Technical note (§8 Storage) — 알루미늄 전해 콘덴서 보관에 관한 기술 노트: 누설 전류가 증가하는 이유와 유전체를 재형성하는 전압 처리.
• KEB America — VFD storage and capacitor reforming — 인버터 보관과 콘덴서 리포밍: 무전원 연수별 기준과, 모범 사례로 보관 중인 인버터에 약 6개월마다 전원 인가.