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최근 지구온난화에 따른 기후변화 협약과 국제 환경규제의 강화로 인하여 농업 분야에서도 친환경에너지에 주목하고 있다. 농업 분야 대부분의 작업체계에서 운반 작업에 사용되는 시간과 노동력이 크기 때문에 운반 장비의 의존도가 높으며 이에 전동운반차의 생산이 증가하고 있다. 현재 주를 이루고 있는 전동운반차는 DC(Direct Current)전원 공급 장치와 전동기를 사용한다. 전동운반차는 농가에서 즉시 충전이 가능함으로 운용 준비시간과 비용이 절약되고 전기 에너지를 사용함으로 연소 ...

최근 지구온난화에 따른 기후변화 협약과 국제 환경규제의 강화로 인하여 농업 분야에서도 친환경에너지에 주목하고 있다. 농업 분야 대부분의 작업체계에서 운반 작업에 사용되는 시간과 노동력이 크기 때문에 운반 장비의 의존도가 높으며 이에 전동운반차의 생산이 증가하고 있다. 현재 주를 이루고 있는 전동운반차는 DC(Direct Current)전원 공급 장치와 전동기를 사용한다. 전동운반차는 농가에서 즉시 충전이 가능함으로 운용 준비시간과 비용이 절약되고 전기 에너지를 사용함으로 연소 배출가스가 발생하지 않아 친환경적이다. 또한 운용 시 정숙한 작업환경과 쉽게 조절 가능한 출력은 작업 중 발생되는 사고율 감소와 같은 일반적 장점을 가진다.
BLDC(Brushless Direct Current)전동기를 사용한 농업용 전동운반차는 고토크 / 관성비, 고출력밀도, 고효율의 특성과 아울러 제어 성능이 뛰어나다. BLDC(Brushless Direct Current)전동기는 정류자와 브러쉬를 제거하여 내구성 향상과 소음감소를 이루었으며 높은 효율로 실질적인 운용을 개선시켜 유해 배출가스의 저감은 물론 노동력 절감으로 노동 인구 노령화 비율이 가속화 되고 있는 농촌 사회에 노동환경과 농업환경 개선할 수 있을 것이다.
BLDC(Brushless Direct Current)전동기가 적용된 농업용 전동운반차는 언급한 바와 같이 큰 장점을 가지고 있음에도 농업용 전동 운반차에 사용되는 BLDC(Brushless Direct Current)전동기 제어용 인버터 특성에 대한 구체적인 조사 및 사례연구가 부족한 것으로 생각된다.
본 연구실험에서는 전력 분석계, 직류전원 공급장치, 온도 유지장치, 시험용 인버터, 전동기 다이나모, 전동기 제어장치로 이루어진 인버터 전력효율 시험 장치를 설계 및 제작하였다. 입력 및 출력전력 기록 장치와 온도 유지 장치를 적용하여 인버터 주변 분위기 온도에 따른 인버터 전력 변환 효율과 인버터 작동 시 주변 온도 변화를 조사하고 기록하여 분석하였다.
본 연구실험에서는 아래와 같은 결론을 얻었다. (1) 온도변화에 따른 인버터 전력효율 변화 시험에서 온도 쳄버 내의 온도 상승에 따른 인버터의 전력 변환 효율은 감소되는 것을 확인하였다. (2) 인버터 주변 분위기 온도가 –10, 0, 10, 20, 30, 40℃ 부근에서 일정한 효율로 전력변환이 이루어짐을 확인하였다. (3) 인버터 주변 분위기 온도가 50, 60, 70, 80℃ 구간에서 인버터의 전력변환 효율은 급격히 감소되는 모습을 나타내고 있다. (4) 온도변화에 따른 인버터 전력효율 변화 시험의 모든 온도에서 실험시간 100~180초 구간의 입력전력과 출력전력이 동시에 상승함을 볼 때 전동기와 주변부의 온도상승이 전력 효율에 영향이 있음을 나타낸다. (5) 인버터 구동 시 온도 쳄버 내부 온도 관찰 실험에서 전동기의 회전속도 1000rpm, 출력 2kW로 구동 시 온도 상승이 확인되었고, 전동기의 회전속도 2000rpm, 출력 2kW로 구동 시 온도 상승은 가파르게 증가하였다. (6) 인버터 구동 시 온도 쳄버의 냉각 시스템 작동으로 전동기의 회전속도 1000rpm, 2000rpm, 출력 2kW로 구동 시 인버터의 발열이 발생하였지만 쳄버 내부 온도는 증가하지 않고 일정하게 제어되었다.

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