HVAC 시스템, 포장 라인 또는 소형 컨베이어 벨트와 같은 소형 산업용 모터 주변에서 시간을 보낸 적이 있다면 측면에 볼트로 고정된 작은 상자인 VFD(가변 주파수 드라이브의 약자)를 본 적이 있을 것입니다. 소형 모터용 VFD 공급업체로서 저는 이 드라이브에 대해 많은 질문을 받았는데, 무엇보다 가장 많이 떠오르는 질문은 "무언가를 깨뜨리지 않고(또는 보증을 무효화하지 않고) 이 장치를 얼마나 높이 장착할 수 있습니까?"입니다.
솔직히 말해서 완전히 공정한 질문입니다. VFD를 너무 낮게 장착하여 냉각수가 튀었기 때문에 기계 아래로 기어 들어가 VFD를 꺼내고 싶지 않으며, 필요하지 않은 경우 벽에 10피트 높이에 장착하는 공간을 낭비하지도 않습니다. 수년에 걸쳐 저는 AC 주파수 변환기 및 기타 소형 VFD 모델을 테스트하는 수백 명의 유지 관리 팀, 기계 제작자 및 심지어 취미로 일하는 사람들과 협력하여 장착 높이와 관련하여 허용되는 사항(그리고 나쁜 아이디어는 무엇인지)에 대한 교과서적인 내용뿐만 아니라 실제 답변을 얻었습니다.
먼저, 전문 용어를 살펴보겠습니다. 소형 모터(대부분의 상업 및 경공업 작업에 적합한 1/8 HP에서 최대 10 HP까지 생각)에는 100 HP 모터용 대형 산업용 드라이브보다 훨씬 덜 내구성이 있는 VFD가 있습니다. 이는 장착 규칙이 그렇게 극단적이지는 않지만 여전히 중요하다는 것을 의미합니다. 특히 우리가 판매하는 제품의 경우 무차별적인 힘이 아닌 설치 용이성을 위해 제작된 제품의 경우 더욱 그렇습니다.
VFD 장착 높이를 결정하는 가장 중요한 것은 핸드북에 나오는 임의의 숫자가 아니라 환경적 요인입니다. 드라이브는 아무리 작은 드라이브라도 먼지와 습기라는 두 가지를 싫어합니다. VFD를 공장 바닥이나 하역장 근처에 너무 낮게 장착하면 문제가 발생합니다. 절단 작업 중에 물, 기름 또는 미세한 금속 부스러기가 흘러나오면 드라이브 통풍구로 스며들어 내부 회로가 손상될 수 있습니다. 소형 모터용 VFD를 포함한 대부분의 소형 VFD에는 IP20 등급이 있습니다(즉, 손가락보다 큰 고체로부터 보호되지만 물이나 미세 먼지로부터는 보호되지 않음). 따라서 바닥 수준에 장착하는 경우 기본적으로 주위에 작은 방패를 만들어야 하는데 이는 고통스럽습니다.
그렇기 때문에 장착 높이에 대한 첫 번째 규칙은 튀거나 잔해물이 쌓일 위험이 있을 정도로 너무 낮게 장착하지 않는 것입니다. 소형 VFD의 경우 바닥, 작업대, 심지어 모터나 기계 바닥까지 잠재적인 유출 또는 잔해 소스로부터 최소 12인치(약 30cm) 높이를 권장합니다. 톱밥이 날아다니는 목공소처럼 작업 공간이 너무 더러운 경우에는 최대 45cm(18인치) 높이로 높이십시오. 미세 먼지는 큰 덩어리보다 통풍구로 더 쉽게 들어갈 수 있기 때문입니다. 한번은 판지 먼지가 도처에 널려 있는 포장 라인 아래에 고객이 Ac 주파수 변환기를 장착하도록 한 적이 있습니다. 6개월 후 통풍구가 막혀 드라이브가 작동하지 않았습니다. 그들은 그것을 2피트 위로 옮겼고 그 장치는 3년이 지난 지금도 여전히 작동하고 있습니다. 농담이 아닙니다.
이제 상한은 어떻습니까? 원한다면 VFD를 천장 장선만큼 높게 장착할 수 있습니까? 잠깐만요. 정확히는 아니지만 키보다는 접근성이 더 중요합니다. 소형 VFD(특히 우리가 판매하는 소형 모델)는 많은 열을 발생시키지 않지만 냉각하려면 여전히 공기 흐름이 필요합니다. 너무 높은 곳에, 햇빛에 타는 금속 지붕 바로 아래처럼 뜨거운 곳에 설치하면 문제가 됩니다. 드라이브 주변의 주변 온도는 유지 관리를 위해 접근할 수 없을 정도로 높지 않은 한 지면에서 얼마나 높은지보다 훨씬 더 중요합니다.
잠시만요, 명확히 해두겠습니다. 사다리에 장착하는 것에 대해 말하는 것이 아니라 표준 접근 가능한 높이에 대해 말하는 것입니다. 대부분의 사람들에게는 지상에서 1.4m(4.5피트)에서 1.8m(6피트) 사이의 지점이 완벽합니다. 왜? 눈 높이나 그 바로 위이므로 프로그래밍 케이블을 연결하거나, 디스플레이를 확인하거나, 발판에 서지 않고도 연결 해제 스위치를 뒤집을 수 있습니다. 그보다 높게(예를 들어 8피트 높이) 장착하면 설정을 조정해야 할 때마다 자신이 싫어질 것이며 도구나 케이블을 떨어뜨리면 낚시하기가 어렵습니다. 또한 드라이브를 높게 배선하면 작동 시간이 길어지고 전압 강하가 커지므로 전력 변동에 민감한 소형 모터에는 좋지 않습니다.
하지만 중요한 것은 모든 규칙에는 예외가 있다는 것입니다. VFD가 NEMA 12 상자(먼지 및 파편 보호용)에 들어 있는 경우 더 낮게 장착할 수 있습니다. 일부 고객은 상자가 모든 것을 차단하기 때문에 밀폐된 소형 VFD를 깨끗한 작업대 위 6인치에 배치합니다. 작업 공간이 소규모 사무실 HVAC 설정과 같이 온도 조절이 가능한 경우 쉽게 접근할 수 있는 한 열에 대한 걱정 없이 조금 더 높게 설치할 수도 있습니다. 내가 본 최악의 사례는 12피트 높이의 차고 스타일 도어 헤더에 소형 VFD를 장착한 고객이었는데, 도어가 움직이기 때문에 배선이 매번 구겨졌습니다. 확실히 높이 문제가 아니라 장착 배치와 바로 연결되는 액세스 문제였습니다.
사람들이 이야기하는 것을 본 적이 없는 또 다른 큰 요인은 바로 진동입니다. 소형 모터는 특히 가변 속도로 작동하는 경우 진동합니다. VFD를 모터에 너무 가깝게 장착하거나 모터에 부착된 동일한 브래킷에 장착하면 시간이 지남에 따라 진동으로 인해 내부 부품이 느슨해질 수 있습니다. 올바른 높이에 장착하더라도 계속해서 진동하면 더 빨리 고장날 수 있습니다. 당사의 소형 모터용 VFD에는 진동 감쇠 장착 구멍이 내장되어 있으므로 낮게 장착하더라도 모터 장착 플레이트에 직접 볼트로 고정되지 않도록 주의하세요. 나는 높이에 관계없이 모터 마운트와 VFD 마운트 사이에 항상 6인치의 공간을 권장합니다.
우리가 알고 있는 제품이므로 구체적으로 살펴보겠습니다. 당사의 보급형 소형 VFD는 실내용으로 설계되었으며 실외에 장착할 수 없습니다(내후성 모델을 구입하지 않은 경우). 이러한 실내 모델의 경우 당사 엔지니어링 팀의 공식 사양에 따르면 지면(또는 잠재적인 오염원) 위의 최소 간격은 12인치이고 최대 권장 접근 높이는 2.1m(7피트)입니다. 그보다 높으면 유용성이 저하되고, 낮으면 손상될 위험이 있습니다. 최대 10HP의 소형 모터에 대해 좀 더 견고한 Ac 주파수 변환기 라인은 사양이 약간 다릅니다. 통풍이 잘되고 먼지가 적은 지역에 장착하면 잔해에 저항하는 더 나은 통풍구 설계가 있기 때문에 8인치까지 낮아질 수 있습니다. 그러나 그렇더라도 바닥에 장착하지 마십시오.
잠깐만요, 실외 사용은 어떻습니까? 누군가가 문에 작은 모터를 사용하거나 외부에 작은 펌프를 사용하는 경우 거기에는 어떤 높이 규칙이 적용됩니까? 비바람에 견디는 VFD가 있는 경우 지면에서 2피트 높이까지 장착할 수 있지만 비를 막을 수 있도록 덮개가 있는 돌출부 아래에 있는 경우에만 가능합니다. 제가 판매하는 비바람에 견디는 VFD는 직접적으로 튀는 등급이 아니기 때문에 외부에서도 2피트 미만이면 절대 안 됩니다. 그리고 기둥에 장착하는 경우 10피트 이상 올라가지 마십시오. 여러분은 전위병이 아니며 접근하는 것은 악몽입니다.
많은 고객들이 "모든 경우에 적용할 수 있는" 수치가 있는지 문의해 왔습니다. 짧은 대답은 '아니요'이지만 소형 모터 VFD 애플리케이션의 90%에 적합한 지점은 지상에서 30cm~1.5m(12~60인치)입니다. 자세히 설명하자면 12인치 미만이면 먼지, 유출, 잔해가 발생할 위험이 있습니다. 60인치 이상이면 접근이 불가능하고 배선이 더 어려워지며 환기가 잘 되지 않으면 열 문제가 발생할 수 있습니다. 공간이 너무 더러운 경우 최소 높이를 18인치까지 높이세요. 매우 깨끗하고 벽에 공간이 필요하다면 5피트도 괜찮습니다.
이에 대한 간단한 이야기: 작년에 식품 가공 공장의 한 고객이 새로운 소형 모터 VFD가 3주 후에 사망했기 때문에 당황스러워서 저에게 전화했습니다. 그들은 식품 등급의 기름이 온통 튀는 컨베이어 바로 옆 바닥 수준에 그것을 장착했습니다. 그들은 기름이 작은 통풍구로 들어갈 것이라고 생각하지 않았지만 그렇게 되었습니다. 우리는 결국 그것을 교체하고 그들에게 무료 벽걸이 키트를 제공하고 컨베이어 위 18인치에 설치하라고 말했습니다. 해당 드라이브는 현재 10개월 동안 작동 중이며 아무런 문제가 없습니다. 그들은 여전히 모든 소형 모터 교체에 Ac 주파수 변환기를 사용하고 있으며 새로운 높이보다 낮은 것은 결코 장착하지 않습니다.
기억해야 할 또 다른 사항: 장착 높이는 단지 VFD 자체에 관한 것이 아닙니다. 공기 흐름을 위해 주변에 여유 공간을 남겨두어야 합니다. 높이가 적당하더라도 위나 옆으로 공간이 없는 좁은 모서리에 붙이면 과열됩니다. 우리 엔지니어링 팀은 높이에 관계없이 VFD의 모든 측면에 최소 6인치의 여유 공간을 권장합니다. 이는 통풍구에서 나오는 뜨거운 공기가 갇히지 않도록 하기 위한 것입니다. 이는 소형 모터의 VFD 고장의 가장 큰 원인입니다.
이를 마무리하기 위해 소형 모터 및 AC 주파수 변환기 장치용 VFD 판매 경험을 바탕으로 소형 모터의 VFD 장착 높이에 대한 빠른 치트 시트를 제공합니다.
- 최소 높이: 깨끗하고 잔해가 적은 실내 공간의 경우 8인치; 대부분의 실내 공간에서는 12인치; 더러운 공간에는 18인치.
- 접근 가능한 최대 높이: 1.8m(6피트)로 프로그래밍 및 유지 관리가 용이합니다. 합당한 이유가 없는 한(그리고 사다리가 있으면) 7피트 이상 높이 올라가지 마십시오.
- 어떤 경우에도 8인치 미만의 장착을 피하고, 다른 옵션이 없는 한 7피트보다 높은 장착도 피하십시오.
결국 사람들이 소형 VFD를 사용하면서 저지르는 가장 큰 실수는 VFD를 너무 낮게 장착하여 손상에 노출되거나 너무 높게 장착하여 작업을 번거롭게 만드는 것입니다. 귀하의 특정 설정에 무엇이 적합한지 확실하지 않은 경우 당사 팀은 항상 도움을 드릴 수 있습니다. 당사는 모든 종류의 공간에 수백 개의 소형 모터용 VFD를 설치하여 귀하에게 올바른 방향을 알려드릴 수 있습니다. 마운트 키트에 대한 추천이 필요하거나, 소형 모터에 적합한 VFD를 선택하는 데 도움이 필요하거나, 어디에 배치해야 할지에 대한 조언이 필요하다면 주저하지 말고 문의하세요. 우리는 단순한 공급업체가 아니라 이런 것들을 설치하고 고치고 어려운 교훈을 모두 배워서 여러분이 그럴 필요가 없도록 하는 사람들입니다.
참고자료:
- VFD 장착 및 환경 조건에 대한 ICMA(산업 제어 제조업체 협회) 지침, 2022.
- Allen-Bradley 소형 모터 VFD 제품 설치 매뉴얼, 발행물 # GPI-789, 2023.
- 접근 가능한 산업 장비 장착에 대한 OSHA 인체공학 지침, 2021.