사용자 편의성 확대와 응용 분야별 맞춤 인버터가 요구됩니다

인버터의 국내외 기술 추이는?

인버터와 관련하여 최근 몇 년 동안은 모터 제어 자체에서는 큰 변화가 없다. 유도기인 경우도 그렇고, 센서리스에서도 나름대로 완성도를 높이기위한 노력을 하고 있지만 큰 변화를 보이지는 않는다. 단지 모터 분야에서는 PM 모터가 부각되고 있다. 예전에는 무엇보다도 PM 모터의 가격이 비싸 서보 분야에 한정적으로 사용했지만, 최근들어 분할코어 방식과 같은 모터 제조기술의 발전으로 모터의 양산성이 높아지면서 인버터에도 PM 모터가 적극 채용되고 있다.
부품과 관련해서는 IGBT의 사용이 일반화되었다. 더욱이 인버터의 수요가 산업용에서 가전용 등으로 크게 확대되면서 수요가 늘어나게 되어 IGBT의 가격 하락을 유도하는 상호 시너지 효과를 보여주고 있다. 또한 IGBT가 고압분야까지도 그 영역을 확대해 나가고 있는 중이다.
제어기 분야에서는 저가의 단순용도 제품을 제외하면, 대부분 DSP를 채용하고 있다. DSP는 구조가 간단하여 개발이 쉽다는 장점이 있다. PWM블록, 플래쉬 메모리, 램, 시리얼 링크 인터페이스, 고속 패러렐 등이 모두 기본으로 제공되기에 프로그램하는데 아무런 어려움이 없게 되었다. DSP로 인해 인버터 기술의 저변확대와 기술적인 평준화가 이루어졌다고 할 수 있다.

저압 분야에 대한 확고한 시장이 이루어지면서 향후 국내 업체들의 섹터가 약했던 고압분야와 최근 부각되고 있는 PM 모터와 관련한 기술이 국내에서도 이슈가 되고 있다. 특히 단순한 인버터 제품이나 기술이라기 보다는 애플리케이션 분야가 더욱 중요해졌다. DSP와 같은 고기능의 컨트롤러 등으로 인해서 누구나 제품을 만들 수는 있지만, 고객이 원하는 제품을 만들기는 어렵다. 큰 업체들의 경우, 그 기계에 적합한 맞춤형 제품을 요구하여 자신의 제품 특성과 환경에 적합한 맞춤형 제품을 제공받고 있다. 또한 가전분야, 엘리베이터, 하이브리드 자동차 등에서도 인버터의 채용이 이루어지고 응용분야에 대한 노하우가 확대되면서 인버터 시장은 지속적으로 커지고 있다.

에너지 절약 측면에서
인버터의 위치는?

인버터는 에너지 절약에 있어서 매우 중요한 지위를 가진다. 실제로 모터의 경우, 전세계적으로 발전용량의 70%대 전력을 소모한다. 그 중에서도 팬/펌프 분야가 거의 절반 이상을 차지하는 것으로 추정된다. 거기에 들어가는 전동기에 인버터를 적용하면 효과가 엄청나다. 팬/펌프 같은 경우는 속도의 자승에 비례해서 전력이 소모되기 때문에 속도가 조금만 줄어도 에너지 소모량은 굉장히 절감된다. 그래서 인버터의 채용만으로 상당히 큰 효과를 볼 수 있다. 그리고 고압인버터(MV)쪽도 크기 때문에 에너지 소모량이 엄청나기에 인버터가 필요한 부분이다. 발전소의 블로어 같은 경우는 1M~2M가 보통으로 사용되며, 인버터의 사용으로 전력 소모를 30%정도로 크게 절감할 수 있다.

사용자 편의성 측면에서의
인버터의 변화는?

LS산전의 경우에 저압 인버터 분야에서 국내시장의 50%정도를 점유하고 있다. 그러다 보니 각 응용분야별로 원하는 부분이 많아졌다. 따라서 고객시스템에 가장 맞추어진 형태의 제품을 제공하는 방안이 필요하다. 시장에서는 TCO(Total Cost Ownership)을 강조하면서 제품과 시스템을 공급할 필요성이 커지고 있다. 또한 인버터의 시운전 기능이나, 모터의 특성에 따라 자동으로 게인을 설정해 주는 오토튜닝 기능 등도 점차 고급화되어 현장 엔지니어들의 인버터 세팅 및 운전을 쉽고 간편하게 할 수 있도록 지원하고 있다. 윈도우 베이스로 커미셔닝 할 수 있는 기능이나 다국어 지원도 이에 해당한다.
최근에는 소규모 제어 시스템의 경우, 인버터에 제어 기능을 갖춘 제품들도 제공되고 있다. 굳이 전용 컨트롤러를 사용할 필요없이 인버터에 자신의 시퀀스를 일부 내장함으로써 별도의 컨트롤러 구축에 대한 비용과 노력 절감을 이룰 수 있도록 지원하는 것이다.

네트워크적 측면에서의 접근방안은?

최근의 인버터는 기본적으로 RS485와 Profibus나 DeviceNet과 같은 필드버스를 기본적으로 제공하고 있다. 아직까지 현장에서는 485가 대부분의 인버터에서 적용되고는 있지만, 필드버스가 추세임에는 변화가 없다. 지속적으로 필드버스에 대한 관심과 현장 적용이 확대될 것으로 본다. 또한 고속 이더넷과의 연결도 제기되고 있으며, 이는 상위의 제어기로부터 네트워크 정보의 끊김없는 Seamless 적인 개념에서 장기적으로 진행되고 있다고 본다.

인버터의 적용에서
가장 고려해야 할 사항은?

예전과 달리 지금은 인버터들이 적용분야별로 상당히 분기가 많이 되어 그 종류가 많아졌다. 때문에 어떤 목적으로 어떤 제품이 필요한지에 대한 검토가 먼저 이루어져야 한다. 단순히 용량대만 고려하여 가격적인 면만을 고려하여 선정한다면, 낭패를 당할 수도 있다. 특히 단순히 모터와 인버터의 관계를 따질 것이 아니라, 시스템을 구성하는 경우에 인버터를 사용함으로써 전체적으로 효율성이나 생산성을 향상시킬 수 있는가를 먼저 검토해야 한다.

해외시장에서의 주요 이슈는?

인버터와 관련하여 중국 및 아시아 지역에서의 이슈는 가격이다. 인버터에 대한 기반 기술이 일반화되고 안정화되어 가격에 중심을 두게 되었다. 유럽에서는 안전과 환경 문제가 화두가 되었다. RoHS나 WEEE, EMC 규정 등을 면밀히 검토하여 맞춰나가는게 당면 과제가 되었다. 또한 각 적용분야별로 맞춤 제공하는 분위기가 이뤄지고 있다. 미주지역의 경우에는 케이스를 구성하는 엔클로저에 대한 관심이 높아졌다. 인버터가 제어반내에 있다가 네트워크를 통해 현장으로 직접 들어가고 있다. 이제 제어반 판넬이 필요없게 되었다. 따라서 이에 대한 안정성이 무엇보다도 중요해진 것이다. 또한 앞서도 언급했던 TCO를 중심에 두고 시스템 도입을 고려하는 방안이 점차 확산되고 있고, 국내에서도 관심이 큰 분야가 되고있다.■