모터 스타터 유형 및 애플리케이션 고려 사항

산업용 모터 시작

산업용 모터 스타터는 3상 유도 전동기가 시동되는 데 필요한 전력을 용이하게 하는 장치입니다. 모든 전기 모터는 모터가 정지할 때 가장 많은 전류(공칭 전류의 5~6배)를 소비합니다. 시동 단계에서 전원이 인가되면 모터가 정지되고 모터가 막 회전하려고 합니다.

이론상으로는 간단해 보이지만 설계자나 엔지니어가 교류(AC) 유도 전동기를 시작하고 보호할 수 있는 다양한 방법이 있습니다. 어떤 방법은 다른 방법보다 더 효율적입니다.

그림 1. 수동/스위치 모터 스타터. 이미지 사용:Siemens 제공

기본 수준에서 모터 스타터는 모터가 공칭 속도로 회전할 때까지 짧은 기간 동안 회로 차단기 또는 퓨즈 정격을 초과하는 전류를 허용합니다. 스타터는 모터가 역방향으로 시동되도록 할 수도 있습니다.

모터 스타터의 유형

수동 :수동 스타터는 가장 기본적인 스타터입니다. 본질적으로 과부하 보호 기능이 있는 스위치입니다. 이 스타터 스타일은 저마력 모터에만 사용되며 시동 시 물리적으로 제한되지 않는 모터에만 사용됩니다. 예를 들어 플라이휠을 구동하는 모터는 수동 스타터를 사용하지 않지만 펌프는 하나를 사용할 수 있습니다.

자기 :이 스타터 스타일은 접촉기 또는 대형 릴레이를 사용하여 모터를 켜거나 끕니다. 엔지니어는 PLC(Programmable Logic Controller) 또는 다른 종류의 자동화 컨트롤러를 통해 접촉기를 제어합니다. 자기 스타일은 작은 전압 신호가 접촉기를 제어할 수 있다는 점을 제외하고 수동 스타일과 유사합니다.

반전 :역전 스타일 스타터는 두 개의 접촉기를 병렬로 사용하여 모터가 역으로 작동하도록 위상을 변경합니다. 다시 말하지만, 제어 시스템의 작은 전압 신호는 모터의 시계 방향 또는 반시계 방향을 트리거합니다.

그림 2. 역전 스타터. Bay Power 제공 이미지 사용

부드러움 :소프트 스타터는 전압을 낮추어 시동 중에 모터에서 소비되는 전류를 줄입니다. 자동 변환 및 시작-델타는 소프트 스타터의 변형입니다. 이 스타터는 변압기 또는 동적 배선 구성을 사용하여 모터가 전체 전압의 80-90%에 도달할 때까지 3상 시스템의 전압을 줄입니다.

최신 소프트 스타터는 TRIAC와 같은 솔리드 스테이트 전자 장치를 사용하여 시동 중 전압을 줄입니다. 구식 소프트 스타터가 오늘날에도 여전히 사용되고 있지만, 솔리드 스테이트 버전은 크기 조정에 더 많은 유연성을 허용하고 설치가 덜 복잡합니다.

가변 빈도 :모터 작동 방식 때문에 가변 주파수 드라이브(VFD)를 사용하여 모터를 시동하는 것이 가장 효율적인 방법일 수 있습니다. 자기 강도는 전압을 주파수로 나눈 값에 방향적으로 비례합니다.

자속 =V / Hz

그리고 모터의 속도는 주파수를 자극수로 나눈 값에 비례한다.

RPM =120 * Hz / 극수

이 방정식은 전압 주파수가 감소함에 따라 속도도 감소하지만 자기장 강도는 증가한다는 것을 알려줍니다. 더 낮은 주파수에서 시작하여 모터를 시작하는 데 필요한 전류의 양을 줄일 수 있습니다. 다른 구형 소프트 스타터의 대부분은 저항이나 변압기를 사용하여 전압을 낮춥니다. 이 방법은 초과 전압을 열로 변환합니다.

조합 :조합 스타터에는 일반적으로 스타터 구성 요소뿐만 아니라 회로 보호 장치, 퓨즈 또는 회로 차단기, 과부하 장치가 포함됩니다. 이 스타일의 스타터는 전기 캐비닛의 공간을 절약할 수 있는 좋은 방법입니다.

그림 3. 자동 인버터 작동 방식의 다이어그램. OMRON 제공 이미지 사용

모터 스타터 선택 시 고려사항

모터 스타터를 선택할 때 응용 프로그램을 살펴보십시오. 모터가 일정한 속도로 계속 작동하고 있습니까? 모터의 시작과 정지가 여러 번 있습니까? 속도를 변경해야 합니까 아니면 모터를 감소된 속도로 실행해야 합니까?

모터가 컨베이어 벨트를 구동하는 경우 벨트의 제품이 미끄러져 손상될 수 있으므로 최고 속도로 모터를 시작하고 싶지 않을 것입니다. 일반적으로 오프로드 컨베이어 시스템은 VFD 스타일 스타터를 사용합니다. 이런 식으로 시작 속도를 제어할 수 있고 벨트를 쉽게 멈출 수 있습니다.

효율성도 한 요인입니다. 대형 냉각 팬에는 감속 스타터가 필요하지 않지만 모터가 최대 부하에서 시동하는 것만큼 많은 전류를 소비하지 않기 때문에 감속으로 시동하는 것이 좋습니다.

일부 공장에서는 탄소 배출을 줄이기 위해 구형 모터 스타터를 현대식 감속 스타터로 교체하기도 합니다. 모터의 크기도 스타터를 선택하는 데 중요한 역할을 합니다. 일부 더 큰 모터는 마그넷 스타터를 사용할 수 없습니다. 이러한 더 큰 모터에는 소프트 스타터 또는 자동 변압기 스타터가 필요합니다. 어떤 스타터를 선택하든 효율성이 탄소 배출량을 줄이는 데 가장 중요한 우선 순위가 되도록 하십시오.