모터명판의 이해

[삼성]

Motor의 명판 정보 이해와 활용
(1) 명판에 포함 되는 내용
명판내용			간략한 설명
Rated Voltage [V]			정격전압 (주파수 포함)
Rated Current [A]			정격전류
Rated Output [KW or HP]			정격출력
Insulation Class			절연계급
Temp. Rise [℃]			온도상승
KVA Code			기동계급
Enclosure			외함 보호등급
Area Class.			방폭지역 구분
Frame			회전기의 크기
Serial No.			일련번호
(2) 정격전압 (Rated Voltage ; V, 주파수 포함)
모터의 용량기준		사용 전압구분		명판과 상이한 정격전압을 인가하면 절연파괴에
150 KW 초과		6.6 KV		의한 손상이나 출력 부족으로 인한 운전 불능 등
149 KW 이하		480 V		여러 가지 문제를 일으킬 수 있으므로  이 전압을
				확인하고 인가 하는 것이 기본이며 필수사항이다
※ 만일 동일한 정격전압의 모터를 50 Hz 용으로 제작한 경우에는 60 Hz 에 사용하는 것이
무방하나 반대로 60 Hz 용은 50 Hz 에 사용하면 위에서 설명한 대로 철심의 단면적 부족으로
인해 모터의 철손 (히스테리시스손) 이 급격히 증가하여 정격전류 이하의 운전에서도 온도
상승에 의해 모터가 소손될 수 있다.
※ 부하전력과 역율이 같을때 전압을 2배 상승시키면
전압강하(e)는 1/2로 감소, 전력손실은 1/22 로 감소, 토오크는 22  로 증가한다.
※ 모터 전압 측정 방법(모터 기동시 최소 365V 이상은 인가되어야한다.)
모터의 전압을 측정하고자 할때에는 반드시 모터를 기동시킨후 전압을 측정하여야 한다.
모터가 기동되지 않을때에는 정상적인 전압이 인가되지만 모터가 기동되면 전압은
모터가 기동되지 않을때보다 전압이 많이 Drop되는 경우가 발생한다.
(3) 정격전류 (Rated Current; A)
전기기기가 정격전압이 인가된 상태에서 제 임무를 수행 하는데 필요한 입력전류이며
이 정격전류를 초과하여 장시간 운전하면 온도상승에 의해 수명이 급격히 단축되어 보장된
수명한도 이내에서 소손 되므로 이 전류 값을 초과하는 정도에 따라 설비보호를 위한 장치가
설비의 특성에 맞도록 포함 되어 있다.
※ 모터가 평상시 운전전류보다 많은 전류로 운전되는 이유?
- 모터의 절연이 않좋을 경우
- 모터에 설치된 콘덴서가 불량인 경우
※모터의 정격전류와 이론적(계산식에 의한)으로 구하 전류값이 다른 이유?
예제) AC 380V 3상 전원, 37KW 농형 전동기 일 경우
P(kW)=V*I*ROOT3(1.73)*COS세타(0.8)
전류 I=37,000P/380*1.73*0.8=70.3A
즉, 70.3[A]는 모터에서의 출력전류이다
따라서 모터의 정격전류는 모터의 효율까지 포함된 전류이다.(효율이 84%일 경우)
정격전류 84[A] = 70.3[A] / 84
(4) 정격출력 (Rated Output; KW or HP)
모터의 출력 [KW]		정격전류		현장에서 실용적으로 정격출력을 보고 개략적으로
6.6 KV 모터		정격출력의 10 %		정격전류를 알 수 있는 방법을 소개하니 활용하기
480 V 모터		정격출력의 110%		바라며 다음 표는 2 극 및 4 극 모터에 적용되고
극 수가 많아지면 역률이 저하되므로 정격전류는 이보다 더 커지게 된다.
예를 들어 300KW, 6.6 KV 모터의 정격전류는 약 30 A 부근이며 100 KW, 480 V 모터의 정격
전류는 약 110 A 부근이라는 의미이다
(5) 절연계급 (Insulation Class)
전류에 의해 발생한 손실 열을 유효하게 방출하여 절연물이 손상되지 않도록 하느냐
하는 것이 모터의 수명을 결정 하는 매우 중요한 사항이기 때문에 전류에 의한 열 작용에
따른 절연물의 온도상승 내력을 알고 있는 것이 필요하게 된다.
※ 절연종류에 따른 절연재료의 최고사용 허용온도
Y	A	E	B	F	H	C	비고
90℃	105℃	120℃	130℃	155℃	180℃	180℃초과
(6) 온도상승 (Temperature Rise)
모터는 정지 시에도 주위온도 만큼의 기본온도를 유지한다.
온도상승이란 모터가 부하를 안고 운전 될 때의 손실 열에 의해 상승된 온도를 의미하며
운전 시 발생 될 수 있는 온도에서 주위온도를 뺀 값이다.
따라서 온도상승 허용치란 절연계급의 허용된 최고온도에서 주위온도를 뺀 값으로써 앞의
표에서 보면 “B” 종 절연의 허용 온도상승은 주위온도 (Ambient Temperature) 를 40 ℃ 로 기준
할 때 80 ℃ 가 되는 것이다.
따라서 정격부하가 걸릴 때 허용 온도 상승치 내로 운전 될 수 있도록 모터의 효과적인 열 방산
을 위해 냉각방식을 결정하는 외함의 형태가 결정 되는 것이다
(7) 온도상승과 수명과의 관계
간헐적인 과부하운전 이나 하절기 등과 같이 지나친 주위온도 상승에 따라 이보다 높은 온도
로 운전 할 경우 모터에 사용된 절연물의 종류에 따라 약간의 차이가 있으나 자시의 허용온도
상승을 초과하여 매 10 ℃ 상승 시 마다 수명이 절반으로 줄어든 것이 재료공학의 연구결과
밝혀져 있다
(8) 기동계급 (KVA Code) : NEC (NFPA 70)
동기 및 유도 전동기에 적용되며 이들은 전기적인 특성에 의해 기동 시 커다란 전류를 필요로
하며 통상 정격전류의 6 배 정도가 유입하게 되는데 이는 선로의 전압 강하를 유발하여 운전
중인 다른 부하에 나쁜 영향을 미칠 수 있으므로 기동 특성을 파악하여 이에 대한 고려를 하여
변압기 및 케이블 등 제반설비를 이에 적합하도록 선정 하여야 한다.
기동계급이란 Motor 의 HP 에 대한 기동시의 필요 KVA 를 표시하는 것으로서 결국 정격전류
에 대한 기동전류의 크기를 나타내는 것과 동일한 의미이다.
Code Letter	KVA / HP		Code Letter	KVA / HP		Code Letter	KVA / HP
A	3.14 이하		H	6.3 ~ 7.09		R	14.0 ~15.99
B	3.15 ~ 3.54		J	7.1 ~ 7.99		S	16.0 ~ 17.99
C	3.55 ~ 3.99		K	8.0 ~ 8.99		T	18.0 ~ 19.99
D	4.0 ~ 4.49		L	9.0 ~ 9.99		U	20.0 ~ 22.39
E	4.5 ~ 4.99		M	10.0 ~ 11.19		V	22.4 이상
F	5.0 ~ 5.59		N	11.2 ~ 12.49
G	5.6 ~ 6.29		P	12.5 ~ 13.99
위 표의 의미는 100 HP 의 모터가 J 기동계급을 갖는 경우 기동에 필요한 피상전력은약 7 배
에서 8 배가 필요하다는 것으로서 700 KVA ~ 800 KVA 가 되는 것이다.
이를 정격전류 입장에서 보면 480 V, 2 극 모터라면 정격전류는 앞의 개략적인 값을 구하는 표
로부터 약 110 A 이며 기동에 필요한 피상전력에 해당하는 전류는 약 720 A ~ 840 A 가 되므로
기동전류가 정격전류의 6 배 이상이 됨을 보여주고 있는 것이다.
(9) 외함 보호등급 (Enclosure)
전기기기의 외함은 주변의 설치환경, 운전상태 및 조건등에 따라 내부의 충전부위 및 운동
부위를 보호하여야 하므로 매우 중요하며 이런 조건들에 적합하게 선정될 수 있도록 예전에는
다음과 같이 IP 등급과 NEMA Type 으로 구분되어 있었으나 현재는 통합되어 IP 등급이 표준
IP 등급은 참고 자료 참조
보호방식이 IP44일경우의 모터는 옥외에 사용하면 않된다. IP44는 옥내형으로 제작된것임
따라서 A/S가 않된다. 하지만 실제로 모터상부에 커버를 달아서 사용하는게 대부분이다.
결코 바람직한 방법은 아니다.
(10) 회전기의 크기 (Frame Size)
모터의 프레임 사이즈란 전동기의 Foot 에서 축 Center 까지 거리로서 전동기의 크기를 알 수
있는 척도가 되는 치수 이며 설치공간등에 제약을 줄 수 있으므로 전동기 선정 시에 아주 중요
한 요소이며 특히 기존 모터의 용량증대를 위해 교체를 검토할 때 가장 우선적으로 파악한다.
(11) 모터의 효율과 역율
모터의 효율과 역율은 분명히 다르다. 모터의 효율은 모터에서 만들어진 힘이 얼마나 유효
하게 부하측(FAN,PUMP) 축(Shaft)까지 전달되는가를 나타낸 수치이다. 즉, 이 수치에
영향을 줄수 있는 요인들은 모터를 구성하는 부속등의 재질 등 모터가 만들어질때 결정
져 진다.(효율은 기계적인 측면이 강하고, 역율은 전기적인 측면이 강하다.)
모터의 역율이란 모터가 힘(동력)을 가지기 위해서는 전기가 필요한데 이 모터에 공급되는
전기가 코일에 의해 얼마나 전압과 전류의 위상차가 발생하는 정도를 나타낸다.
우리가 흔히 말하는 모터 용량은 출력용량(수동력:0.163QH)을 말한다.
모터의 용량이라 함은 부하(FAN.PUMP)만 순수하게 돌리는데 필요한 용량이고 실제로
모터에서 발생하는 손실 및 축에서 발생하는 손실을 감안해서 실제로 부하에서 필요한
용량보다 더 큰 용량의 모터을 장착해야한다.
그래서 모터의 입력용량(축동력:0.163QH / 효율)은 실제로 수동력에 모터의 효율 및
전달계수가 포함된 용량으로 산정을 해야한다.
즉, 모터의 효율이라함은 인입된 전력이 모터 혹은 축에서 얼마나 손실발생한 후 부하에
전달되는지를 나타낸다.
따라서 고효율 모터는 이러한 손실 발생없이 인력 전력이 출력 전력으로 전달될때 손실을
최소한으로 한 모터를 말한다.

[시나브로]

좋은자료 감사합니다.....행복하세요^^

[홍원기]

수고 하셨습니다.