전기 모터에는 교류(AC)와 직류(DC), 두 가지 유형이 있습니다. AC 모터는 동기식 또는 비동기식일 수 있습니다. 동기 모터는 동기 시계, 전자 기기의 타이머, 오디오 레코더 등 속도와 정확성이 필수적인 분야에서 사용됩니다. 가변 속도로 작동할 수 있고, 유지보수가 적으며, 내구성이 뛰어난 비동기(유도) 모터는 산업 현장에서 폭넓게 사용됩니다. 리프팅, 혼합, 펌핑, 압축, 드릴링과 같은 응용 분야에서는 유도 모터가 동기 모터 및 DC 모터보다 작동이 쉽고 비용 효율적입니다.

유도(비동기) 모터의 두 가지 주요 유형인 단상과 삼상 중, 단상 모터는 스스로 시동을 걸 수 없기 때문에 일반적으로 가전제품과 같이 전기 부하가 작은 용도에 국한됩니다. 삼상 모터 시스템은 필요한 구리 배선이 적어 더 저렴하고, 크기가 작으며, 효율이 높고, 더 부드럽게(진동이 적게) 작동하기 때문에 산업 및 상업 분야에서 훨씬 더 폭넓게 사용됩니다.

컨트롤러의 중요성

모터 시스템은 스타터, 즉 컨트롤러에 의존합니다. 이는 컨트롤러가 모터의 성능을 제어하기 때문이며, 모터를 시동, 정지, 정회전, 역회전, 가속, 감속시킬 뿐만 아니라 과부하나 고장으로부터 모터를 보호합니다.

가장 기본적인 컨트롤러는 모터와 전원 사이의 온/오프 스위치이며, 더 복잡한 컨트롤러는 모터의 속도와 토크를 제어합니다.

직입 기동(DOL, 즉 전전압 기동) 스타터는 가장 기본적인 유형의 모터 스타터로, 전원이 공급되면 즉시 모터 단자를 전원에 연결합니다. DOL 스타터는 모터의 높은 돌입 전류가 공급 회로에 과도한 전압 강하를 일으키지 않는 경우에 유용합니다. 소형 워터 펌프, 컴프레서, 팬, 컨베이어 벨트에 적합합니다. 그러나 전전압 기동 스타터는 피드백을 제공할 수 없습니다.

또한, 일반적으로 전부하 전류의 6~7배에 달하는 높은 기동 전류를 끌어당기는 삼상 유도 모터와 같은 비동기 모터의 경우, DOL 스타터는 돌입 전류로부터 모터를 보호할 수 없습니다.

 

장비 보호 및 수명 연장

모터 컨트롤러 는 다양한 형태의 마모와 손상에 직면합니다. 특히 삼상 유도 모터 스타터는 돌입 전류와 전기 아크와 같은 손상 요인에 대처해야 합니다.

스위치 온 서지 또는 입력 서지 전류라고도 불리는 돌입 전류는 모터가 전속력으로 가속을 시작하기 위해 끌어들이는 높은 수준의 전류입니다. 이 기간 동안 모터는 정상 작동 부하의 최대 7~10배에 달하는 전류를 끌어들여야 하는 경우가 많습니다. 이러한 전류 과부하는 1초 미만으로 지속되지만, 특히 시동 및 정지 주기가 반복될 때 기계에 기계적 응력을 유발하는 토크 서지를 발생시킵니다. 기본적인 DOL 스타터는 돌입 전류로부터 모터를 보호할 수 없습니다. 따라서 컨트롤러는 다운스트림 장비를 충분히 완충할 수 있는 보호 메커니즘을 갖추어야 합니다.

전기 아크—기체를 통한 전류의 흐름이 기체의 전기적 파괴와 방전을 일으키는 현상—는 접점이 전기 회로를 반복적으로 개방(차단)하고 폐쇄(연결)하는 모터 컨트롤러에서 가장 흔하게 발생합니다. 전기 아크는 많은 양의 열을 발생시켜 접점 표면의 작은 부분을 녹이거나 심지어 기화시켜 모터 컨트롤러를 손상시킬 수 있습니다.

돌입 전류와 전기 아크에 대처하는 것 외에도, 삼상 유도 모터 스타터는 소프트 스타트 및 소프트 스톱 기능도 필요로 합니다. 소프트 스타트 및 스톱은 장비뿐만 아니라 컴프레서, 컨베이어 벨트, 게이트 시스템에 의해 이동되는 무겁고 부피가 큰 물체의 손상도 방지합니다. 질량이 크기 때문에 이러한 물체는 저속에서도 상당한 운동량을 가지고 있습니다.

소프트 스타터와 가변 주파수 드라이브는 모두 돌입 전류와 빈번한 시동 및 정지로 인한 발열을 줄임으로써 장비를 보호하고 모터의 수명을 연장하는 데 사용될 수 있습니다.

모터 스타터의 주요 유형

모터 소프트 스타터, 즉 감전압 고체 상태 스타터는 모터의 시동 중 전류 부하와 토크 서지를 일시적으로 줄이는 동시에 모터의 속도를 부드럽게 증가시킬 수 있습니다. 그 결과, 소프트 스타터는 모터와 축에 가해지는 기계적 응력을 줄여 시스템의 수명을 연장합니다. 소프트 스타터는 개별 응용 분야에 맞게 맞춤화할 수 있습니다. 펌프 응용 분야에서 압력 서지를 방지하고, 컨베이어 벨트를 부드럽게 작동시켜 저크, 응력 또는 슬립을 최소화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 소프트 스타터는 전전압 기동 스타터보다 전기적 복잡성이 높기 때문에 종종 비용 대비 성능 문제를 겪습니다.

가변 주파수 드라이브(VFD)는 모터 입력 주파수와 전압을 변화시켜 모터 속도와 토크를 제어하기 위해 전기기계식 구동 시스템을 사용합니다. 그 결과, VFD는 모터를 시동하는 데 필요한 전류를 줄일 수 있습니다. VFD는 자동 제어 시스템과 쉽게 연동됩니다. 가변 주파수 드라이브는 에너지 효율성도 매우 높아 최대 에너지 수요를 줄이는 데 도움이 됩니다. 그러나 VFD의 전 세계 시장 침투율은 높은 가격대와 온도 및 전압 서지와 같은 환경 요인에 대한 민감성으로 인해 비교적 낮은 편입니다.

 

소프트 모터 스타터와 가변 주파수 드라이브가 이미 모터에 명백한 이점을 제공하고 있지만, 제조업체들은 계속해서 더 높은 기능성과 더 낮은 가격대를 갖춘 시스템을 개발하고 있습니다.

하이브리드 모터 스타터의 장점

Sensata의 DRMS 시리즈 하이브리드 모터 스타터 는 정회전/역회전, 소프트 스타트/소프트 스톱, 모터 과부하 보호, 주전원 절연 릴레이 등 최대 6가지 기능을 동일한 유닛에서 제공할 수 있습니다.

소프트 스타트/스톱 기능을 통해 Sensata의 DRMS 시리즈 하이브리드 모터 스타터 는 컨베이어 시스템에 특히 두드러진 이점을 제공합니다. 전기기계식 릴레이 기능 외에도, DRMS 시리즈 하이브리드 모터 스타터는 반도체를 사용하여 무접점 작동을 구현하는 고체 상태 릴레이 기능을 포함하여 빠르고 마모 없는 전력 제어를 실현합니다.

고체 상태 릴레이가 제공하는 성능과 전기기계식 릴레이의 신뢰성을 바탕으로, DRMS 시리즈 하이브리드 모터 스타터는 높은 돌입 전류로 인한 파괴적인 영향, 그로 인한 기계적 응력, 그리고 시스템 내 간극 형성을 완화하는 데 더욱 효과적입니다. 그 결과, 이러한 결합된 릴레이 기능은 더 높은 성능과 일관성, 더 낮은 전력 소비, 더 나은 안전성, 그리고 더 긴 장비 수명을 달성합니다.

또한, DRMS 시리즈 하이브리드 모터 스타터는 폭이 단 22.5mm에 불과할 정도로 소형이어서, 모터 스타터에 필요한 공간을 최대 75%까지 줄여줍니다. 마지막으로, 400달러에서 1200달러에 이르는 가변 주파수 드라이브와 비교할 때, DRMS 장치는 더욱 경제적인 옵션을 제공합니다.

DRMS 시리즈 하이브리드 모터 스타터는 기계 제조업체, 패널 설계자 또는 제조업체, 생산 시설에서 컨베이어 시스템, 게이트 시스템, 컴프레서에 사용될 수 있습니다. 또한, 이러한 하이브리드 모터 스타터는 다른 비교 가능한 제품에 비해 400V의 더 높은 최대 모터 정격을 갖추고 있습니다. 이 높은 최대 모터 정격 덕분에 DRMS 시리즈 하이브리드 모터 스타터는 다른 제품이 감당할 수 있는 범위보다 더 넓은 산업 응용 분야에서 사용될 수 있습니다.

결론

유도 모터용 모터 스타터는 수많은 시동 및 정지 주기를 거칩니다. 모터 스타터를 비교할 때 고려해야 할 요소로는 성능, 내구성, 신뢰성, 크기, 가격, 그리고 돌입 전류 및 기타 잠재적으로 손상을 줄 수 있는 현상으로부터 장비를 보호하는 능력이 있습니다. 직입 기동 스타터는 신뢰할 수 있지만 자체 보호 기능이나 모터가 구동하는 자산에 대한 보호 기능은 거의 제공하지 않습니다. VFD를 사용하면 더 높은 수준의 보호를 받을 수 있지만 가격이 비쌉니다. 하이브리드 모터 스타터는 이러한 모든 요소 간의 균형을 이루므로, 귀중한 자산과 함께 작동하는 모터에 대해 상당한 고려 가치가 있습니다.

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