승일일렉트로닉스가 BLDC 압축기를 적용한 고효율 히트펌프의 신뢰성과 안정성을 검증할 수 있는 10RT급 히트펌프 R&D 시험설비를 확충하고 지난해 국산화한 BLDC 압축기 컨트롤러의 품질 확보와 고효율 제품 개발에 본격 나선다.

승일은 지난해 초 부분부하에 따라 고효율의 가변속이 가능한 3RT, 5RT, 7RT, 10RT 냉매 압축기용 BLDC 인버터 드라이버를 국산화했다.

특히 최근 개발된 10RT 인버터용 제품도 곧 출시 예정으로 현재 구축된 시험설비에서 필드 테스트를 진행 중이다.

BLDC 압축기는 정속형 압축기에 비해 가변형 속도조절로 냉난방 시 설정온도 도달시간 단축은 물론 드라이버에 의한 압축기를 부드럽게 속도조절 하므로 전력소모를 최소화해 에너지 절약효과가 뛰어나다. BLDC 인버터 드라이버는 압축기의 성능과 에너지절감에 핵심 컨트롤러다.

그동안 BLDC 인버터 압축기는 에어컨, 히트펌프 분야에서 차세대 기술로 보급되고 있었지만 대부분의 중소기업들은 높은 비용과 기술적 문제로 도입에 어려움을 겪는 경우가 많았다.

승일일렉트로닉스 유춘희 대표는 “세계적으로 에너지 절감과 이산화탄소 저감기술의 필요성이 증대하면서 저효율 애플리케이션은 퇴출되는 추세로 유럽연합의 경우, 이미 규정을 통해 최소 효율기준을 충족해야만 생산 도입이 가능하도록 변화하고 있다.”며 “이에 따라 전동기 기술도 BLDC, PMSM으로 전환되고 있다.”고 말했다.

이어 유 대표는 이런 글로벌 시장 동향에 맞춰 승일도 최근 ‘고효율 히트펌프에 적용하기 위한 대용량(10마력) BLDC 압축기 드라이버, 전자식 팽창밸브 컨트롤러, 디지털압력스위치를 적용한 최적 제어 시스템을 개발하고 연구개발 인프라를 더 확대하게 됐다고 설명했다. 

 

 승일일렉트로닉스의 R&D 시험실에는 10RT급 히트펌프에 적용되는 정속형 압축기와 BLDC 가변형 압축기의 성능 시험설비 및 환경 챔버, 시험챔버의 자동제어 판넬 및 부하 탱크, 실외기 등의 시험장비가 구축되어 있다.

전동기 기술 BLDC, PMSM으로 전환 중 승일일렉트로닉스가 개발한 BLDC 압축기 컨트롤러는 승일의 기존 냉동기 컨트롤러 노하우와 DC 인버터 기술이 집약된 제품으로, 냉동 사이클에 필요한 각종 부가 기능이 적용되어 있으며 여러 제조사의 압축기에 사용할 수 있도록 범용제어 로직을 구현했다.

또 최근 개발을 마치고 필드 테스트 중인 고효율 히트펌프용 10RT BLDC 압축기 드라이버는 이미 특허 등록된 상전류 검출형 BLDC 모터의 구동장치(특허 제 10-1695841호 등록) 기술을 바탕으로 드라이버 개발은 물론, 마이콤 컨트롤러 개발과 함께 전자식 팽창밸브 컨트롤러, 디지털 압력 스위치 개발을 마쳤다. 기존 정속형 및 AC 인버터 제어 적용 시스템 대비 부하에 따른 에너지 절감 효과가 뛰어나다.

승일이 개발한 BLDC 인버터 드라이브는 일반적인 센서리스 드라이버보다 압축기를 구동시키는 고 토크 스타트 알고리즘 해석을 적용해 초기 구동 시와 저속 구동 시에 고 토크 회전을 실현했다. 또한 부하 상태에 따라 위상각 변이가 가능해 최적의 역률을 확보할 수 있다.

BLDC 인버터 드라이브에는 Align and Go 방식을 통한 초기 구동을 실현하고 FOC 센서리스 구동방식과 고 토크 및 부하 급변에 탁월한 특성이 있는 Sliding Mode Control 방식이 개발 적용됐다.

이밖에 벡터제어로 부하토크 변동 및 기타 동요에 관계없이 명령 경로를 정확하게 추적 제어하고 공극 내의 자속과 모터 토크를 독립적으로 제어해 최대한 빠른 과도 응답, 높은 효율, 전 범위 내에서 토크 제어를 할 수 있는 FOC 구동기술도 개발 적용됐다.

10RT급 BLDC 압축기 드라이버의 속도제어 범위는 900~8,000rpm, 효율은 96%, 속도 변동률 2% 이하이며 전압은 3상 380V, 전류는 35A이다.

현재 승일일렉트로닉스는 산업용 가습기, MICOM 컨트롤러, 자동제어시스템, 냉난방공조용 센서 및 온습도 트렌스미터를 생산하고 있으며 PLC와 MICOM 컨트롤러의 장점을 접목해 합리적인 비용으로 완벽한 제어와 감시가 가능한 ‘Smart Hybrid DDC’도 최근 국산화했다