이 튜토리얼에서는 자동 스타-델타 스타터(Y-Δ) 3상 유도 AC 모터 시동 방식을 타이머와 함께 회로도, 전력, 제어, 배선도뿐만 아니라 스타-델타 스타터의 작동 원리와 장단점, 적용 분야까지 보여드리겠습니다.
자동 스타-델타 스타터 타이머 배선 & 설치도
자동 스타-델타 스타터 타이머 배선 및 설치도
자동 스타-델타 스타터 타이머 배선 설치의 작동 및 동작 설명:
왼쪽부터 메인 컨택터에 공압 타이머가 있습니다. 메인 컨택터는 항상 에너자이즈되기 때문입니다. 중앙에는 모터 보호를 위한 열 과부하 릴레이가 있는 델타 컨택터가 있습니다(모터가 열 과부하에 설정된 암페어 정격을 초과할 경우). 오른쪽에는 메인 컨택터와 함께 최초로 에너자이즈되는 스타 컨택터가 있습니다. 타이머가 설정 시간에 도달하면 스타 컨택터가 디에너자이즈되고 델타 컨택터가 에너자이즈되어 모터가 정격 부하로 운전됩니다.
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자동 스타-델타 스타터의 작동 & 원리
L1에서 위상 전류가 퓨즈를 통해 열 과부하 접점, OFF 푸시버튼, ON 푸시버튼 인터로킹 접점 2, 그리고 C3로 흐릅니다. 이렇게 회로가 완성되어 결과적으로:
컨택터 코일 C3와 타이머 코일 (I1)이 동시에 에너자이즈되고 모터 권선이 스타(Y)로 연결됩니다. C3가 에너자이즈되면 보조 상시 개방 접점이 닫히고 상시 폐쇄 접점은 열립니다. 따라서 C1 컨택터도 에너자이즈되어 3상 전원이 모터에 도달합니다. 권선이 스타로 연결되어 있으므로 각 위상은 라인 전압의 1/√3배(즉, 230V)를 받게 되어 모터가 안전하게 시동됩니다.
델타 라인의 C3 상시 폐쇄 접점이 열리므로 컨택터 2(C2)가 활성화될 가능성이 없습니다.
푸시버튼에서 손을 떼면, 타이머 코일과 코일 3은 타이머 접점(Ia), 홀딩 접점 3, C2의 상시 폐쇄 접점 2를 통해 전원을 공급받습니다.
컨택터 1(C1)이 에너자이즈되면 C1과 C2 라인의 두 상시 개방 접점이 닫힙니다.
특정 시간(일반적으로 5-10초) 동안 모터가 스타로 연결된 후, 타이머 접점(Ia)이 열립니다(타이머 노브를 돌려 시간을 다시 조정 가능). 결과적으로:
컨택터 3(C3)이 OFF되고, C3의 상시 개방 접점이 닫힘(C2 라인에 있음) → C2도 에너자이즈됨. 마찬가지로 C3가 OFF되면 권선의 스타 연결도 열림. C2가 닫힘. 따라서 모터 권선이 델타(Δ)로 연결됨. 또한 접점 2(C3 라인에 있음)가 열려 코일 3(C3) 활성화 가능성이 없음.
이제 모터가 델타로 연결되었으므로, 모터의 각 위상은 정격 라인 전압(400V)을 받아 모터가 최대 속도로 운전됨.
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타이머 포함 스타-델타 스타터 배선도
약어 (3상 스타-델타 스타터 타이머 제어 배선용):
R, Y, B = 적, 황, 청 (3상 라인)
C.B = 일반 차단기 (Circuit Breaker)
Main = 주 전원
Y = 스타 (Star)
Δ = 델타 (Delta)
1a = 타이머
C1, C2, C3 = 컨택터 (전력 & 제어 다이어그램용)
O/L = 과부하 릴레이 (Over Load Relay)
NO = 상시 개방 (Normally Open)
NC = 상시 폐쇄 (Normally Closed)
K1 = 컨택터 (컨택터 코일)
K1/NO = 컨택터 홀딩 코일 (상시 개방)
스타-델타 스타터 타이머의 장단점
장점:
단순한 설계와 작동
다른 전압 제어 방식에 비해 비교적 저렴
스타-델타 스타터의 토크와 전류 성능이 양호함
연결된 모터의 FLA(정격 부하 전류)의 2배 시동 전류를 가짐
DOL(직입 시동) 대비 시동 전류를 약 1/3로 감소
참고:
3상 모터 정/역 회전 전력 및 제어 배선도
단방향 2속도 3상 모터 연결 전력 및 제어 다이어그램
단점:
시동 토크도 정격 전류의 1/3로 감소 (라인 전압도 57%(1/√3)로 감소하므로)
6개 리드/단자 모터 필요 (델타 연결된 모터)
델타 연결 시 공급 전압이 모터 정격 전압과 동일해야 함
전환 시(스타→델타) 모터가 정격 속도의 최소 90%에 도달하지 못하면 전류 피크가 DOL 시동기와 동일하게 높아 컨택터 접점 손상 등 유해한 영향 가능
필요한 (애플리케이션/부하) 토크가 3상 유도 모터 정격 토크의 50% 초과 시 스타-델타 스타터 사용 불가
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스타-델타 스타터의 특성 & 특징
스타-델타 스타터의 시동 전류는 정격 전류의 33%
최대 시동 토크는 정격 토크의 33%
최대 시동 전류는 정격 전류의 1.3~2.6배
스타-델타 스타터는 저~고출력 3상 유도 모터에만 사용 가능
시동 전류와 토크가 감소됨
모터 단자함에 6개 연결 케이블 필요
스타-델타 스타터에서 스타→델타 전환 시 전류 피크와 기계적 부하 발생
스타-델타 스타터의 적용 분야
알다시피 스타-델타 스타터의 주 목적은 3상 유도 모터를 스타 연결로 시동하고 델타 연결로 운전하는 것입니다.
스타-델타 스타터는 저~중전압과 가벼운 시동 토크 유도 모터에만 사용할 수 있음을 명심하세요. DOL(직입) 시동 시 모터 수신 전류는 약 33%지만 시동 토크는 약 25-30% 감소합니다. 따라서 스타-델타 스타터는 모터 시동 시 가벼운 부하에만 사용할 수 있습니다. 그렇지 않으면 무거운 부하 모터는 델타 연결로 전환하면서 정격 속도까지 가속하는 데 필요한 토크가 부족해 시동되지 않습니다.
