(전동기 ) 전동기의 기동 방식

[임금]

bgcolor="white" text="black" link="blue" vlink="purple" alink="red"> 4. 3상 전동기의 기동방식

1). 전전압 기동 방식 (직입기동)

가). 특징

① 기동전류의 제어가 필요없는 소형에 적용

② 기동전류는 정격전류의 5~8배

③ 220V는 7.5HP, 380V는 15HP까지 적용

④ TR용량이 전동기 용량의 10배를 넘으면 용량에 관계없이 직입기동이 가능하다

2). Y-△ 기동 방식

가). 특징

① 중용량 15HP~30Hp에 적용

② 기동시 Y결선, 운전시 △결선

③ 기동전류와 토크가 1/3로 감소

④ 기동장치가 비교적 간단

⑤ MC접점 및 Relay의 보수가 필요

3). 기동 보상기 방식

가). 특징

① 정격전압의 50~80%로 기동

② 시동전류0.52~0.82로 저감

③ 배전선에 영향 없음

④ 별도의 기동장치가 필요

⑤ 유지보수가 필요

⑥ 감전압 Tap에서 전전압 Tap으로 변환시 큰 과도전류 발생

4). 리액터 기동 방식

가). 기동원리

리액터 기동을 기동시 전동기와 리액터를 직렬로 접속해서 리액터에서 전압강하를 이용해, 전동기의 단자전압을 내리고 기동전류를 줄이는 방식이다. 기동전류는 전압비로 감소하지만 토크는 전압비의 제곱으로 감소하므로, 기동전류의 저감률을 너무 크게 잡느면 토크 부족으로 기동할 수 없는 경우가 있으므로 충분한 검토가 필요하다.

리액터에 탭(전압의 90-80-70-60-50% 또는 80-65-50%가 많다)을 설치하고 있어, 시운전시에 최적탭으로 조정할 수 있어 편리하다. 기동전류, 기동토크의 전전압기동값에 대한 저감률은 각각 90-80-70-60-50% 일때 기동전류는 각각 90-80-70-60-50%, 기동토크는 81-64-49-36-25%가 된다. 또 가속과 함께 기동시 전류가 줄어들므로, 리액터에서의 전압강하가 줄어들고, 전동기 단자전압이 상승해 운전으로의 전환시 쇼크는 거의 없다. 따라서 기동전류를 줄일 목적이 아니라, 단순하게 기동시의 쇼크를 줄이는 목적의 완충기동기(쿠션스타터)로 사용하는 경우도 많다. 또 리액터 기동은 클로즈드 트랜지션식이므로 전기적 쇼크도 적다.

리액터 기동기의 회로는 다음과 같으며 리액터 기동기에 사용하는 리액터는 보통 1분정격이 많으며, 특히 필요한 경우는 3분 정격이 사용된다. 기동시간*기동회수(예를들어 20초*3회)가 1분 이상이면 연속기동이 가능하지만, 그횟수 이후에는 2시간 정도 기동할 수 없다.

일정 간격으로 반복기동을 하는 경우는 기동시간과 리액터의 열 시정수로 자세하게 검토할 필요가 있다. 리액터의 소손방지로 매입 서모스탯을 설치할 수 있는데, 실제로 채용하는 경우는 적다.

나). 특징

① 단권 변압기를 이용 50~80%의 전압으로 기동하고 기동 후 분리한다

② 기동전류가 작다 (전전압기동에 비해)

③ 기동전압을 너무 줄이면 기동토크 부족으로 기동이 곤란

④ 별도의 기동 장치와 유지 보수가 필요

5). Kondorfer 기동방식(Auto Transformer Starter)

가). 개요

콘돌퍼 기동은 기동시의 전동기에 대한 인가전압을 단권변압기 (기동보상기, Starting Compensator)로 내려 기동하는 기동법의 일종으로 기동회로에서 운전회로로의 전환을 Closed Transition으로 한다. 전동기에 흐르는 기동전류는 전압비에 비례한다. 하지만 전원에 흐르는 것은 단권 변압기의 1차 전류 이므로 저압비의 제곱에 비례한다(실제로는 단권 변압기의 여자전류가 더해진다).

따라서 전류의 저감률과 토크의 저감률이 거의 동일해지며, 또 Tap에 따라 기동전류, 기동토크의 조정이 가능하므로 가장 우수한 기동법이다

단권변압기의 탭전압은 보통 80-65-50%로 되어 있다. 기동전류, 기동토크의 직입기동의 값에 대한 저감률은 전압탭 80-65-50%에 대해 전류, 토크 각각 64-42-25%가 된다.

단권변압기의 시간정격은 보통 1분 정격이 이용되고 있다. 기동시간이 긴 경우나 기동빈도에 따라 3분 정격이 이용된다. 1분 정격이라는 것은 기동시간 20초 이하에서 2~3시간의 기동간격을 상정한 것이므로 기동시간이 20초를 넘는 경우나, 기동시간이 20초 이하인 경우도 기동빈도가 많은 경우에는 자세하게 검토할 필요가 있다. 단권변압기에 매입 서모스탯을 설치해 소손방지를 하는 경우도 있는데, 실시예는 적은 것 같다.

나). 특징

① 원할한 기동 가능

② 기동시 고전압을 유기하지 않음

③ 고가이며 가장 우수한 기동법

6). 직렬 저항법

가). 특징

① 고정자 권선에 직렬저항을 삽입 시동시의 전류를 저항 전압강하로 제한하며 시동

② 시동시 저항기의 손실이 커 소형에만 사용

7). KUSA 기동법

가). 특징

① 조용한 기동가능

② 소용량 전동기에만 적용

③ 1차 불평형 기동

8). 2차 저항 기동법

가). 특징

① 유도 전동기의 비례추이 특성 이용

② 회전자 슬립링에 가변저항을 접속 속도가 증가함에 따라 저항값 감소

③ 2차 삽입저항으로 금속 저항기 사용, 대형은 액체

9). 2차 임피던스 기동법

가). 특징

① 회전자에 고정저항과 리액터를 병렬로 접속

② 비교적 양호한 기동 가능

10). 주요 기동방식별 특징

		전전압(全電壓) 직입기동	감전압기동
			Y-△기동	콘돌파기동	리액터기동	1차저항기동
회 로 구 성
개 요		전동기에 최초부터 전전압을 인가하여 기동	△결선으로운전하는 전동기를 기동시만 Y로 결선을하여 기동전류를 직입 기동시의 ⅓로 줄인다	V결선의 단권변압 기를 사용해서 전동기에 인가 전압을 낮추어서 기동	전동기의 1차측에 리액터를 넣어 기동시의 전동기의 전압을 리액터의 전압 강하분 만큼 낯추어서 기동	리액터기동의 리액터 대신 저항기를 넣은 것
특 징		전동기 본래의 큰 가속 토오크가 얻어져 기동시간 이 짧다. 부하를 연결한 채로 기동 이 가능 값이 싸다	최대 기동전류에 의한 전압강하를 경감 시킬 수 있다 감압기동 가운데 서는 가장 싸고 손쉽게 채용 할 수 있다	탭의 선택에 따라 최대 기동전류, 최소 기동 토오크가 조정이 가능하며 전동기의 회전수가 커짐에따라 가속 토오크의 증가가 심하다	탭 절환에 따라 최대 기동 전류 최소 기동 토오크 가조정가능 전동기의 회전수가 높아짐에 따라 가속 토오크의 증가가 심하다.	리액터 기동과 거의 같음 리액터 기동 보다 가속토오크의 증대가 크다
결 점		기동 전류가 크고 이상전압강하의 원인이 된다	최소기동 가속 토오크가 작으므로 부하를 연결한 채로 기동할 수 없다 기동한 후 운전으로 전환 될 때 전전압이 인가되서 전기적, 기 계적 쇼크가 있다	가격이 가장 비싸다. 가속토오크가 Y-△ 기동과 같이 작다 최대 기동전류 최소 기동 토오크의 조정이 안된다	콘돌파 기동보다 조금 싸고 느린 기동이 가능하다	최소 기동 토오크 의 감소가 크다. 적용 전동기의 용량은 7.5KW 이하
특 성	기동 전류 ISt	500∼1000%	33.3%	25-42-64% (탭 50-65-80%)	50-65-80% (탭 50-65-80%)	50-65-80% (탭 50-65-80%)
	기동 토크 TSt	100%이상	33.3%	25-42-64% (탭 50-65-80%)	25-42-64% (탭 50-65-80%)	50-65-80% (탭 50-65-80%)
	가 속 성	최대 기동토오크, 기동시 부하에 가해지는 쇼크가 크다	토오크의증가 적다, 정동토오크적다	토오크의 증가 약간 작음 정동토오크 약간 작음 원할한 가속	토오크의 증가가 매우 큼 원할한 가속	토오크의 증가가 매우 큼, 정동토오크 대 원할한 가속
		전원 용량이 허용 되는 범위내에서는 가장 일반적인 기동 방법으로 가능한 이방식이 가장 유리하다	5.5KW이상의 전동기로 무부하 또는 경부하로 기동 이 가능한 것, 강압 기동에서는 가장 일반적임 공작기, 크래셔	최대 기동전류를 특별히 억제할 수 있는 것 대용량 전동기 펌프, 팬, 송풍기, 원심분리기	팬, 송풍기, 펌프, 방직관계 CUSHION STARTER용 등의 부하에 적합	소용량전동기 (7.5KW 이하)에 한해서 리액터기동용 부하와 동일 적용

11). 전동기의 기동 방법별 특징　

기동방식 항목	직입기동	Y-Δ 기동	리액터 기동	기동보상기 기동
기동전류	전부하 전류의 5 ~ 8 배	직입기동전류 × 1/3	직입기동전류 × 리액터TAP(%)	직입기동전류 × (보상기TAP(%))2
기동 회전력(%)		직입기동회전력× 1/3	( {리액터전압} over {직입기동전압} )^2	( {리액터전압} over {직입기동전압} )^2
기동 특성	1.기동회전력, 전류가 크다. 2.기동시간이 짧다. 3.동시 충격이 큼. 4.기동입력이 커서수전설비 에 무리임	1.기동전류, 회전력이 작다 2.기동시 Y에서 Δ로 전환시 전동기 및 POWER에 충격이 크다.	1.기동을 부드럽게 할 수 있다. 2.최대 회전력이 비교적 크다. 3.기동 회전력이 비교적 적다.	1.기동전류가 비교적 적다. 2.단권변압기 TAP 조정으로 기동전류 회전력을 완화 할 수 있다.
적용 부하	1.전원용량이 충 분한 시설 에서 사용 2.범용 전동기	1.소용량으로 부하, 무부하 기동시 2. MACHINE TOOL	1.기동충격을 줄이는 경우 에 사용 2.펌프, 브로워	1.기동전류가 특히 적게 요구되는 경우에 사용 2.펌프, 브로워
가격 비교	1	2	3	4