12. 유도전동기 '기동법'의 중요성과 종류

12. 유도전동기 '기동법'의 중요성과 종류


유도전동기 기동시에 '기동법'은 중요하다. 작은 용량의 모터라면 상관없지만 큰 용량의 모터를 가동한다면 기동시작, 정지시 문제가 있다. 그 문제점을 보완하기 위해서는 '기동법'을 사용해야 모터를 안정적으로 가동, 중지할 수 있다. 큰 용량의 유도전동기 기동시 기동법을 사용하지 않는다면 어떤 문제점이 있고, 기동법은 어떤 종류가 있는지 확인해보자.

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1. 유도전동기 기동시 문제점 (기동법을 사용하지 않은 경우)
2. 유도전동기 기동법 종류

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1. 유도전동기 기동시 문제점 (기동법을 사용하지 않은 경우)

유도전동기 전류, 토크, 속도

위의 그래프는 유도전동기의 가동시 전류, 토크, 속도을 나타내고 있다.
전류, 토크, 속도가 만나는 점은 '운전점'으로 유도전동기가 가동중일 때 보통 운전점 정도의 전류를 유지한다고 볼 수 있다. (운전점 정도의 전류 = 정격전류)

그런데 기동시작시의 전류는 어떨까? (기동법을 사용하지 않은 경우 = '직입기동'의 경우)
그래프에서 슬립(s)이 '1'인 곳이 기동시작시점이다. 이때의 전류는 운전점인 정격전류의 5~8배 정도이다.
*직입기동 : 모터의 정격전압으로 바로 기동함

이런 큰 기동전류의 발생으로 인해
(1) 배전계통에 큰 전압강하가 발생하게 된다. (전압이 떨어진다.)
전압강하로 인해 조명의 밝기가 감소하거나 깜빡거림이 발생할 수 있고, 저전압으로 인해 기기의 정지가 발생할 수 있고, 전동기 기동이 실패할 수도 있다. 보통 전압강하가 10% 이상인 경우 '기동법'을 사용한다.

(2) 전동기에 열적인 손상이 올 수 있다.

(3)사용해야하는 차단기 용량이 커진다.

그리고 기동토크가 커짐으로 인해
(4) 기계적으로도 급격하게 기동이 되면 큰 충격이 전해져 모터에 무리가 갈 수 있다.



이러한 이유에서 '기동법'이 필요하다.
기동법을 사용하면 기동전류를 낮출 수 있어 위의 문제점들을 보완할 수 있다.

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2. 유도전동기 기동법 종류
직입기동의 경우 기동시작하자마자 모터의 정격전압을 100% 입력한다면, '기동법'들은 전압을 나눠서 입력해서 부담을 줄인다. 권선형 전동기에서는 불필요하고, 농형 전동기에서 '기동법'이 필요하다.

(1) Starter(기동기) : 감전압 기동
감전압 기동 : 토크는 전압의 제곱에 비례하므로 전압을 낮추면 토크와 전류값을 낮출 수 있다.
전압을 2단계로만 스위칭하기 때문에 부드럽게 토크를 바꾸지 못한다. 스위칭과정에서 충격이 있다.
(ⅰ) 리액터 기동
(ⅱ) Y-△ 기동
(ⅲ) 단권변압기 기동


(2) Soft Starter
(ⅰ) VVCF
전압을 단계적으로 제어해서 부드럽게 토크를 키워서 운전점까지 만든다. 정지도 부드럽게 가능.

(3) VFD
인버터를 사용해서 주파수, 전압을 동시에 바꾸면서 더 부드럽고 안정적인 제어가 가능하다.
(ⅰ) AC Drive
(ⅱ) Motor Drive


Starter -> Soft Starter -> VFD 로 갈수록 좀더 부드럽게 유도전동기를 기동할 수 있다.