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모터 스타터에 대해 알아야 할 몇 가지 중요한 사실: 기능, 조정 및 중요성

모터 스타터란 무엇입니까?

모터 스타터는 전기 모터를 시동, 정지 및 보호하는 데 사용되는 전기 장치입니다. 모터 스타터는 일반적으로 전기 모터가 기계, 펌프, 팬 및 기타 유형의 장비를 구동하는 데 사용되는 산업 및 상업용 응용 분야에 사용됩니다.

관련 기사: 산업 플랜트의 전기 모터 제어

전기 모터는 기계 및 장비 구동부터 펌프, 팬 및 압축기 구동에 이르기까지 다양한 산업, 상업 및 주거용 응용 분야에 널리 사용됩니다. 그러나 모터는 손상을 일으키고 효율성을 저하시키며 안전성을 저하시킬 수 있는 다양한 전기적 결함에 취약할 수 있습니다. 모터 스타터는 이러한 문제를 해결하고 모터가 의도한 대로 작동하도록 특별히 설계된 장치입니다.

각 유형의 스타터에는 적용 요구 사항에 따라 장점과 단점이 있습니다. 예를 들어, DOL 스타터는 간단하고 경제적이지만 전원 공급 장치의 전압 강하를 유발하여 다른 장비에 영향을 미칠 수 있습니다. 이와 대조적으로, 와이-델타 시동기와 단권변압기 시동기는 가격이 더 비싸지만 대형 모터에 더 적합하여 시동 전류를 줄이고 모터가 손상되지 않도록 보호합니다. 따라서 최적의 성능과 신뢰성을 달성하려면 각 애플리케이션에 적합한 스타터 유형을 선택하는 것이 중요합니다.

모터 스타터의 기본 기능은 무엇입니까?

모터 스타터에는 네 가지 기본 기능이 있습니다.

  • 격리
  • 단락 보호.
  • 과부하 보호
  • 제어

격리

모터 스타터는 모터를 전원 공급 장치로부터 분리하는 수단을 제공합니다. 이는 작업이 수행되는 동안 우발적인 시동을 방지하기 위해 모터를 전원에서 안전하게 분리할 수 있기 때문에 유지 관리 및 수리 작업에 중요합니다. 절연 기능은 일반적으로 모터 스타터의 일부인 스위치에 의해 제공됩니다.

이 절연은 다음이 요구되는 사양에 따라 설계되어야 합니다.

  • 동시 전극 차단
  • 공급 전압에 따라 지정된 간극을 준수함
  • 연동
  • 가시적이거나 완전히 명백한 회로 차단

“가시적 차단”이라는 용어는 작업자가 극의 개방을 직접 볼 수 있음을 의미합니다. 명백한 차단은 액츄에이터의 위치 또는 표준에 따라 “꺼짐”을 나타내서는 안 되는 위치 표시기로 식별됩니다. ” 접점이 실제로 표준에 지정된 충분한 거리만큼 분리되어 있지 않은 한 위치에 있습니다. 제조업체는 이 기능을 수행하기 위해 다양한 장치를 제공합니다. 절연 및 단락 보호 기능은 단일 장치(예: 퓨즈 절연체)에 결합되는 경우가 많습니다. 이를 위해서는 일부 기본 장치에 플러그인 지원과 같은 추가 장치를 추가해야 합니다.

단락 보호.

모터 스타터는 또한 단락에 대한 보호 기능도 제공합니다. 단락은 모터 권선의 결함이나 케이블의 손상 등 의도하지 않은 경로로 전류가 흐를 때 발생하는 결함입니다. 단락으로 인해 높은 수준의 전류가 흘러 모터와 전기 시스템의 기타 구성 요소가 손상될 수 있습니다. 단락 보호 기능은 일반적으로 모터 스타터의 일부인 퓨즈나 회로 차단기에 의해 제공됩니다.

이 기능을 사용하려면 단락(일반적으로 공칭 전류의 10배 이상) 및 결함 있는 회로 개방에 따른 과전류를 감지해야 합니다. 퓨즈 또는 자기 회로 차단기에 의해 제공됩니다.

과부하 보호

모터 스타터는 또한 과부하로부터 보호해 줍니다. 모터가 처리하도록 설계된 것보다 더 많은 전류를 소비할 때 과부하가 발생하며, 이로 인해 모터가 과열되어 결국 고장날 수 있습니다. 과부하 보호는 일반적으로 모터 스타터의 일부인 열 과부하 릴레이 또는 전자 과부하 보호 장치에 의해 제공됩니다. 모터에 흐르는 전류를 감시하여 일정 시간 동안 전류가 일정 수준을 초과하면 시동기를 트립시키는 장치입니다.

이 기능을 사용하려면 과부하(Ir < Ioverloads < Im) 및 결함 있는 회로 개방에 따른 초과 전류를 감지해야 합니다. 이는 차단 장치(회로 차단기 또는 접촉기)와 결합되거나 전자 스타터 또는 가변 속도 드라이브에 통합된 전기 기계 또는 전자 장치(과부하 릴레이)에 의해 제공됩니다. 또한 열 과부하로부터 모터 라인을 보호합니다.

  • 그리고: 과부하 보호 전류 설정; 이는 보호할 모터의 정격 전류(In)와 일치해야 합니다.
  • 나는: 한시 자기 보호의 트립 전류.
  • 처음: 순간자기보호의 트립전류. 이는 Ir의 3배에서 17배까지 다양하지만 일반적으로 10Ir에 가깝습니다.
  • IC: 단락 시 정격 차단 용량 Icu: 단락 시 최대(최대) 차단 용량.

제어

마지막으로 모터 스타터는 모터의 켜짐 및 꺼짐 작동을 제어하는 ​​수단을 제공합니다. 제어 기능은 일반적으로 제어 회로에 의해 작동되는 일련의 접점에 의해 제공됩니다. 제어 회로는 애플리케이션에 따라 수동 또는 자동으로 작동될 수 있습니다. 온-오프 제어 외에도 일부 모터 스타터는 후진, 속도 제어, 소프트 스타트와 같은 다른 유형의 제어도 제공합니다.

모터 스타터 설계에서 기능은 아래 그림 1과 같이 다양한 방식으로 분산됩니다.

그림 1. 모터 스타터의 다양한 조합

“제어”라는 용어는 부하가 걸린 전기 회로를 닫고(만들기) 열고(차단)는 것을 의미합니다. 제어 기능은 스위치 또는 모터 회로 차단기, 시동기 또는 가변 속도 드라이브에 의해 제공됩니다. 그런데 접촉기는 원격제어가 가능하기 때문에 이 기능을 위해 가장 일반적으로 사용되는 제품이다. 모터의 경우 이 제어 장치는 많은 수의 작동(전기적 내구성)을 허용해야 하며 IEC 60947-4-1을 준수해야 합니다.

그림 2. IEC 60947-1 | 출처: 슈나이더 일렉트릭

모터 스타터 조정

모터 스타터는 다양한 구성 요소로 구성되므로 이러한 요소의 조정을 고려하는 것이 중요합니다. 다양한 모터 스타터 구성 요소의 조정은 모터와 모터에 연결된 전기 시스템이 안전하고 안정적으로 작동하도록 보장하는 데 중요합니다. 모터 스타터는 일반적으로 접촉기, 과부하, 퓨즈 및 회로 차단기를 포함한 여러 가지 구성 요소로 구성되며, 각 구성 요소는 모터와 전기 시스템을 오류로부터 보호하는 특정 기능을 가지고 있습니다.

모터 스타터 구성요소를 효과적으로 조정하면 퓨즈나 회로 차단기와 같은 보호 장치가 불필요하게 작동하여 모터가 예기치 않게 정지될 때 발생하는 불필요한 작동을 방지하는 데 도움이 됩니다. 불필요한 트립으로 인해 불필요한 가동 중단 시간과 유지 관리 비용이 발생할 수 있으며, 생산성이 저하되고 안전 위험이 발생할 수도 있습니다.

불필요한 트립을 방지하는 것 외에도 모터 스타터 구성 요소를 적절하게 조정하면 과부하 및 단락과 같은 전기적 결함의 위험을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 이러한 결함은 모터 및 전기 시스템의 기타 구성 요소를 손상시킬 수 있으며 화재 및 감전과 같은 안전 위험을 초래할 수도 있습니다.

위에서 설명한 것처럼 모터 스타터에 필요한 주요 기능(절연, 제어, 단락 및 과부하 방지)은 다양한 장치에서 제공될 수 있습니다.

모터 스타터가 이러한 모든 기능을 올바르게 제공할 수 있도록 하는 세 가지 가능한 장치 조합(그림 3 참조)이 있지만, 결합된 각 장치의 특성 간의 호환성이 필요합니다.

그림 3. 모터 스타터용 장치의 세 가지 가능한 조합 | 출처: 슈나이더 일렉트릭

  1. “올인원” 솔루션 – 세 가지 기능이 하나의 장치에 결합되어 있습니다. 전반적인 성능은 제조업체에서 보장합니다. 사용자에게 이는 설계 단계부터 설치까지 가장 간단한 솔루션입니다. 설치가 쉽고(배선이 적음) 즉시 선택할 수 있습니다(특별한 조사가 필요하지 않음).
  2. “2개 장치” 솔루션 – 열자기차단기 + 접촉기 두 장치의 특성 호환성은 사용자가 확인해야 합니다.
  3. “3개 장치” 솔루션 – 전자차단기 + 접촉기 + 과부하 계전기로 넓은 전력 범위를 커버할 수 있습니다. 이 조합에는 장치 선택을 위한 호환성 연구와 섀시 또는 인클로저에 장착하기 위한 설치 연구가 필요합니다.

이 작업의 이러한 특성(호환성, 선택 및 설치)은 다양한 장치의 특성을 결합하고 이를 비교할 수 있는 기술이 필요하기 때문에 사용자에게 항상 명확하지는 않습니다. 이러한 이유로 제조업체에서는 장치 조합을 조사한 다음 카탈로그에 제공합니다. 이 작업의 일환으로 그들은 보호 장치의 최적 조합을 찾으려고 시도합니다. 이것이 “조정” 개념입니다. 이러한 조정은 모터 스타터를 구성하는 다양한 보호 장치(단락 및 과부하용)와 제어 장치(접촉기)의 최적 조합입니다.

그림 4. 조정 원칙 | 출처: 샤이더 일렉트릭

그림 4는 모터 스타터가 제대로 작동하려면 모든 구성 요소가 함께 올바르게 작동해야 함을 간단히 보여줍니다. 이 조정에는 세 가지 주요 요구 사항이 있습니다.

  • 과부하 계전기는 과부하 구역의 자기 회로 차단기를 보호해야 합니다. 해당 곡선 “1”은 회로 차단기의 내열성 곡선 아래를 통과해야 합니다.
  • 반대로 단락 영역에서는 열 계전기를 보호하기 위해 단락 트립 곡선이 계전기의 내열성 곡선보다 낮아야 합니다.
  • 마지막으로 접촉기를 보호하려면 접촉기의 내열 한계가 두 트립 릴리스(열, “1” 및 자기, “3”)(또는 퓨즈, “2”)의 곡선보다 높아야 합니다.

표준에서는 한계 테스트 전류를 지정합니다.

  • 최대 0.75 Ic까지는 열 보호 기능만 작동해야 합니다.
  • 1.25 Ic 이상에서는 단락 보호만 작동해야 합니다.

전기 모터를 포함한 모든 설치에서는 다양한 종류의 결함이 발생할 수 있습니다. 그러나 모터에서 발생하는지(상 간 단락 등), 모터 작동(로터 잠김, 장시간 시동 등) 또는 전원 공급 장치(과전압, 불균형 등)와 관련되는지 여부는 모터에 미치는 영향에는 권선의 단락 및/또는 과열이 포함될 수 있으며 이로 인해 권선이 파손될 수 있습니다.

따라서 이러한 사고를 방지하거나 그 영향을 제한하려면 모든 모터를 다음으로부터 보호해야 합니다.

  • 단락: 퓨즈, 자기 회로 차단기 등
  • 및 과부하: 열 또는 전자 과부하 계전기, 다기능 계전기 등에 의한 것입니다.

모터 스타터에서 이러한 보호 요소는 절연 장치 및 제어 장치와 결합됩니다. 기능을 올바르게 수행하려면 조정이 보장되어야 합니다. 이는 모터 유형뿐만 아니라 작동 모드 및 설치 특성도 고려해야 하기 때문에 설치 또는 기계 설계자에게 종종 어려운 작업입니다.

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  • 제목: LV 모터 보호 | 모터 스타터(20-27페이지)
  • 출처: 슈나이더 일렉트릭

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