“ACS2000은 변압기 없이 라인에 직접 연결이 가능해

사용자에게 투자비 최소화 시켜줘”

앞으로 서비스 능력과 가격경쟁력이 시장에서의 성적표 좌우할 것

ABB코리아 조신현 부장

● ABB의 고압 드라이브 히스토리에 대한 간단한 설명을 부탁한다.

ABB는 지난 1960년대 후반부터 AC 드라이브를 생산한 드라이브 테크놀로지의 창시자로서, 고압 드라이브 분야에서도 지난 1997년 ACS1000의 생산을 시작으로 경험 및 기술력, 제품 라인업 측면에서 타 경쟁업체에 비해 월등한 경쟁력을 확보하고 있다.

● 고압 드라이브가 현재 주목을 받고 있는 이유는 무엇인가.

전 세계적으로 이슈가 되고 있는CO2를 저감할 수 있는 방안으로는 에너지 절약과 신재생 에너지 및 바이오 에너지 사용, 원자력 이용, 카본 저장 시스템 운용 등이 있는데, 이 가운데 가장 효율적인 방안은 에너지 절약이다.

또 CO2 저감과 함께 전 세계적인 이슈로 대두되고 있는 에너지 절감과 관련해서 제조 산업에서 할 수 있는 방법은 모터시스템, 열병합발전, 스팀시스템, 공정 통합, 열 재생, 에너지 재활용 등의 다양한 방안이 있으나, 이 가운데 가장 큰 효과가 큰 것은 모터시스템의 효율 개선이다. 그러나 이 모터시스템의 효율개선보다 효과가 더 큰 것은 바로 모터의 속도 제어 방식으로, 이 속도제어용 드라이브를 사용하게 되면 모터의 효율 증대보다 수십 배에 해당하는 효과를 거둘 수 있기 때문에 막대한 에너지 절감 효과를 거둘 수 있다.

정부의 에너지 고효율 지원정책은 그 동안 저압 소 용량 220kW 이하의 모터에의 적용을 통해 진행되어 왔지만, 이보다 커다란 효과를 거둘 수 있는 부분이 고압 모터이기 때문에, 현재 이 고압 드라이브에 대한 관심이 높아지고 있다. 이처럼 시스템 효율을 높이고 에너지 절약, CO2 가스 저감, 지구온난화 대책을 위해 속도제어용 드라이브의 적용은 이제 필수 불가결한 시스템이라고 할 수 있다.

● 현재 국내 고압 드라이브 시장의 경쟁상황은 어떻게 보나.

지금까지 고압 드라이브 시장은 일본과 미국, 유럽 등 외산업체들이 잠식해오면서, 이로 인해 국내에서는 보급화가 이루어지지 않았던 것이 사실이다. 고압모터는 보통 국내에서 150~250kW 이상만 되면 3.3kV에서 6.6kV 그리고 11kV 전압의 모터를 사용하는데, 국내 드라이브 메이커인 LS 산전 및 현대 중공업이 최근 들어 3.3kV 및 6.6kV급의 고압 드라이브를 개발 생산하기 시작함으로써, 고압 드라이브 시장의 활성화가 예상되고 있다.

● ABB 범용 고압 드라이브 각각의 제품에 대한 설명을 부탁한다.

우선 ACS1000 Series는 고압 농형 유도전동기 제어용으로 2.3~4.16kVac, 315~5000kW급 고압 인버터다. ABB에 의해 세계최초로 개발된 고압용 전압형 소자 IGCT((Insulated Gate Commutated Thyristor)를 적용해 부품 수 및 외함 크기를 대폭 줄이고, 성능 및 신뢰성을 크게 향상 시킨 제품으로서, 1998년 하반기에 출시된 이래 전 세계적으로 수 천 여대가 운전되고 있다. 용량에 따라 공랭식 및 수냉식이 있으며, IGCT 소자에 드라이브 제어의 최고 기술인 DTC 제어는 물론, 12 Pulse Input, NPC(3-level) Switching, Common DC Reactor, Output Sine Filter 등의 최신 인버터 제어 기술을 적용했다.

또 최근 출시된 ACS2000은 6kV에서 6.9kV 급의 다양한 어플리케이션에 적용이 가능한 범용 고압드라이브서 400에서 1000kVA의 용량범위를 사양으로 한다. 공랭식으로 시멘트, 미네럴, 광산, 철강, 펄프 및 제지, 수처리, 발전, 화학, 오일 및 가스산업의 팬, 펌프 그리고 컴프레서 등과 같은 어플리케이션에 적합하다.

특히 ACS2000은 유연한 입력 라인의 결선, 저 하모닉, 저 에너지 소모, 스태틱 VAR 보상 그리고 설치 및 시운전이 쉬운 혁신적인 기술을 접목한 신제품이다. 기존 설치된 곳이나 신규 설치할 곳이나, ACS2000은 별도의 절연변압기를 사용하지 않고 설치가 가능하며, 더구나 변압기 없이 라인에 직접 연결이 가능하고(Direct-to-line), 입력전압이 11kV 또는 13.8kV, 22.9kV 등 고전압으로 필요에 따라 입력 절연변압기를 구성할 수 있는 것이 특징이다. 전원 직접 연결 방식은 별도의 변압기를 설치하지 않으므로, 사용자에게 투자비를 최소화 시켜주며, 변압기 설치 공간 및 변압기 비용이 추가 되지 않는다.

특히, 내장 액티브 입력 장치(AFE; Active Front End)인 입력부분은 고가의 특수 변압기를 사용하지 않고 하모닉을 최소화함은 물론, 4상한 운전 및 역 기전력 보상 기능 등의 이득을 부가적으로 가져온다. 이 AFE 기술은 4상한 운전이 가능하기 때문에, 제동에너지를 전원 측으로 회생함으로써 에너지 소모를 최소화한다.

또 ABB의 또 다른 고압 6kV에서 6.9kV 급 표준 고압드라이브 ACS 5000은 1.5~22MW 6.6kV용 드라이브로 수냉식 및 공랭식 구조로 되어 있으며, ACS5000i는 패널 내에 변압기를 내장한 타입의 제품이다. ACS5000은 세계 최초의 Multilevel-Fuseless 전압형 고압 인버터이며, 이미 검증된 세계최고의 모터구동방식인 ABB Direct Torque Control(DTC)을 적용하고, PEBB라는 특별한 전력전자회로의 구성들을 바탕으로, 구성이 복잡하지 않으며, 멀티 레벨-퓨즈레스 전압 소스(VSI-MF) 인버터는 전력 반도체 소자의 직렬연결 없이도 고압 모터 적용을 가능하게 했다. 이 PEBB는 IGCT 전력 디바이스의 다기능 복합 전력전자 회로로 1999년 개발되어 ACS6000에서 품질과 신뢰성을 인증 받아 최고의 명성을 얻은 시스템이다.

● 이제 시작 단계에 있는 국내 고압 드라이브 시장에서 선두의 위치를 확보할 수 있는 관건은 무엇이라고 보나.

기술 및 신뢰성이 중요하겠지만, 서비스 능력과 가격경쟁력이 앞으로 시장에서의 공급업체들의 성적표를 좌우할 것으로 본다. ABB코리아의 경우, 서비스능력은 충분히 갖추어져 있으며, 외산 제품들이 국산 브랜드의 가격을 얼마나 쫏아갈 수 있을 것인가 하는 점이 변수가 될 것으로 생각된다.