핵심 규칙: 모터 kW 용량만으로 선정하지 마십시오
모터 출력은 시작점일 뿐입니다. 접촉기, 과부하 계전기, 차단기를 올바르게 선정하려면 먼저 모터 출력을 다음으로 변환하십시오. 모터 전부하 전류(FLC), 그 후 모터 전압, 기동 방식, 사용 범주, 부하율, 단락 용량, 과부하 보호 및 기기 간의 협조 관계를 확인하십시오.
대부분의 저압 모터 패널의 경우:
- 그리고 접촉기 모터를 온/오프 스위칭합니다.
- 그리고 단로 스위치 또는 회로 차단기/모터 보호 장치 지속적인 과부하로부터 모터를 보호합니다.
- 그리고 MCB, MCCB, 퓨즈 또는 MPCB 단락 보호 및 피더 보호 기능을 제공합니다.
- A 모터 기동기 이러한 장치들의 조정된 조립체입니다.
가장 큰 실수는 kW 값에 단순 배수를 곱하여 접촉기(contactor)와 차단기를 직접 선정하는 것입니다. 펌프, 파쇄기, 가역 호이스트에 사용되는 7.5kW 모터는 각각 다른 개폐 부하, 과부하 등급, 단락 보호 사양이 필요할 수 있습니다.
기본적인 장치 비교가 먼저 필요하다면 다음을 참조하십시오. 접촉기 대 모터 기동기. 이 가이드는 실무적인 선정에 중점을 둡니다.
모터 제어 부품 및 역할
| 장치 | 주요 역할 | 선정 기준 | 일반적인 실수 |
|---|---|---|---|
| 연락처 | 모터 전원 온/오프 스위칭 | AC-3 또는 AC-4 모터 정격, 전압, 듀티 사이클, 코일 전압 | AC-1 저항성 전류 정격에 따른 선정 |
| 열동형/전자식 과부하 계전기 | 지속적인 과부하로부터 모터 보호 | 모터 명판 FLC, 트립 클래스, 리셋 모드 | 차단기가 설치된 경우 과부하 보호 생략 |
| MPCB | 단일 장치 내 모터 과부하 및 단락 보호 통합 | 모터 전류 범위, 차단 용량, 협조 | 일반 MCB처럼 취급 |
| MCB/MCCB | 피더 및 단락 보호 | PSCC, 케이블 규격, 트립 곡선/설정, 협조 | 모터 기동을 위해 순시 트립 설정을 너무 낮게 함 |
| 퓨즈 | 단락 보호, 종종 높은 전류 제한 능력 | 퓨즈 등급, 차단 용량, 협조 | 모터 부하에 부적절한 퓨즈 범주 사용 |
접촉기(Contactor)는 과부하 보호 장치가 아닙니다. 기본적인 과부하 계전기(Overload relay)는 단락 보호 장치가 아닙니다. 일반적인 배선용 차단기(MCB)가 자동으로 모터 보호 장치가 되는 것은 아닙니다. 이러한 경계는 매우 중요합니다.
1단계: 모터 출력을 전부하 전류로 변환
3상 모터의 경우, 선전류에 대한 초기 추정치는 다음과 같습니다:
I = P / (sqrt(3) x V x PF x eta)Where:
I= 암페어(A) 단위의 모터 전류P= 가용 데이터에 따라 와트(W) 단위의 모터 입력 또는 출력 전력V= 선간 전압역률(PF)= 역률eta= 효율
모터 출력(kW)만 알고 있는 경우, 해당 공식을 추정치로 사용한 다음 모터 명판을 확인하십시오. 최종 선정 시에는 반드시 명판의 전부하 전류를 사용해야 합니다., 계산된 전류뿐만 아니라.
예시:
7.5 kW, 400 V 3상 모터(역률 0.85, 효율 0.90 가정):
I = 7500 / (1.732 x 400 x 0.85 x 0.90)I ≈ 14.2 A이 추정치는 시작을 위한 것입니다. 실제 명판 전류는 다를 수 있습니다. 모터 설계, 효율 등급, 주파수, 서비스 계수, 주변 환경 및 제조사 설계 방식이 실제 값에 영향을 미칩니다.
더 광범위한 저압 공식은 다음을 참조하십시오. 저압 배전반 설계 및 유지보수를 위한 전기 공식.
2단계: AC-3 또는 AC-4 부하 조건에 따른 전자접촉기(Contactor) 선정
IEC 방식의 모터 제어에서 전자접촉기는 일반적인 암페어 정격만으로 선정하지 않습니다. 사용 범주(Utilization category)가 중요합니다.
| 활용도 카테고리 | 일반적인 부하 조건 | 선정 시 고려 사항 |
|---|---|---|
| AC-1 | 비유도성 또는 약간 유도성 부하 | 저항성 부하, 일반적인 모터 기동 부하 아님 |
| AC-3 | 농형 유도전동기의 기동 및 정격 속도 도달 후 차단 | 펌프, 팬, 압축기, 컨베이어의 일반적인 부하 |
| AC-4 | 기동, 플러깅, 인칭, 역회전 | AC-3보다 훨씬 가혹함; 접촉기(contactor) 용량을 더 크게 선정해야 할 수 있음 |
| AC-15 | AC 전자 부하 제어 | 보조/제어 접점(주 모터 전원 접점이 아님) |
표준 직입 기동(DOL) 모터 스위칭의 경우, AC-3가 주요 접촉기 정격인 경우가 많습니다. 역회전, 조깅, 플러깅, 크레인, 호이스트 또는 빈번한 인칭 작업의 경우 AC-4 또는 더 가혹한 부하 조건을 확인해야 합니다.
장치에 인쇄된 AC-1 전류만 사용하여 모터 접촉기를 선정하지 마십시오. AC-1은 저항성 부하 또는 약간의 유도성 부하를 위한 것입니다. 높은 AC-1 정격을 가진 접촉기라도 AC-3 또는 AC-4 조건에서는 훨씬 낮은 모터 정격을 가질 수 있습니다.
VIOX 제품 평가에 대해서는 다음을 참조하십시오. AC 접촉기 제품 페이지를 참조하십시오.
3단계: 접촉기 전압, 극수 및 코일 전압 확인
모터 부하 정격을 선택한 후 다음을 확인하십시오.
- 극 수
- 정격 작동 전압
- 실제 전압에서의 모터 전류 또는 kW 정격
- AC-3 또는 AC-4 정격
- 투입 및 차단 용량
- 듀티 사이클에 대한 전기적 내구성
- 기계적 내구성
- 보조 접점 요구 사항
- 코일 전압 및 제어 회로 유형
코일 전압은 현장에서 자주 발생하는 실수입니다. 모터는 400 VAC일 수 있지만 제어 회로는 24 VDC, 110 VAC 또는 230 VAC일 수 있습니다. 접촉기 코일은 모터 전원 회로가 아닌 제어 회로와 일치해야 합니다.
또한 적용 듀티를 확인하십시오:
- 표준 펌프 또는 팬 기동/정지
- 빈번한 사이클링
- 정/역방향 운전
- 와이-델타 기동기
- 소프트 스타터 바이패스
- VFD 입력 또는 바이패스 접촉기
- 커패시터 스위칭(해당 시)
각 부하 조건에 따라 적절한 접촉기 선정이 달라질 수 있습니다.
4단계: 과부하 계전기(Overload Relay) 선택
모터는 지속적인 과부하, 회전자 구속 상태, 결상 또는 기계적 부하 문제로 인해 과열될 수 있으므로 과부하 보호 장치가 필요합니다.
과부하 계전기는 일반적으로 다음 사항에 따라 선택합니다:
- 모터 명판의 전부하 전류(Full-load current)
- 과부하 계전기의 조정 가능한 전류 범위
- 여행 등급
- 수동 또는 자동 복귀 모드
- 결상 보호 기능(필요 시)
- 전자접촉기(Contactor)와의 호환성
- 주변 온도 보상(해당되는 경우)
과부하 설정은 일반적으로 모터 명판 전류와 적용 가능한 현지 규정 또는 제조업체의 지침을 기준으로 해야 합니다.
트립 클래스(Trip class)의 중요성
트립 클래스는 지정된 과부하 조건에서 과부하 계전기가 얼마나 빨리 트립되는지를 나타냅니다. 많은 모터 제어 환경에서 일반적인 클래스로는 Class 10, Class 20, Class 30이 있습니다.
| 트립 클래스(Trip class) | 일반적인 용도 |
|---|---|
| 클래스 10 | 정상적인 기동 시간을 가진 표준 모터 |
| 클래스 20 | 가속 시간이 더 긴 부하 |
| 클래스 30 | 더 긴 가속 시간이 필요한 중부하 기동(Heavy starting loads) |
단순히 오작동(nuisance tripping)을 방지하기 위해 더 높은 트립 클래스를 선택하지 마십시오. 높은 트립 클래스 없이는 모터가 기동할 수 없는 경우, 기동 방식, 부하 관성, 전압 강하, 기계적 부하 및 모터 적합성을 확인하십시오.
더 자세한 가이드는 다음을 참조하십시오. 열동형 과부하 계전기 선정 가이드 그리고 NEMA Class 20 대 IEC Class 10 과부하 계전기 가이드.
5단계: 과부하 계전기와 MPCB 중 선택
An MPCB, 또는 모터 보호 차단기(MPCB)는 제품 설계 및 정격에 따라 모터 과부하 보호와 단락 보호 기능을 하나의 장치로 결합합니다. 이는 소형 모터 스타터 패널에 자주 사용됩니다.
| 옵션 | 가장 적합 | 주의 사항 |
|---|---|---|
| 전자접촉기 + 과부하 계전기 + 퓨즈/MCB/MCCB | 전통적인 모터 스타터, 유연한 조합 | 별도의 단락 보호 장치가 필요함 |
| MPCB + 접촉기 | 소형 모터 피더, 기계 패널, 모듈형 스타터 | MPCB는 모터 전류 범위 및 고장 레벨과 일치해야 함 |
| MCCB + 접촉기 + 과부하 계전기 | 대형 모터, 더 높은 고장 레벨을 가진 피더 | MCCB 설정은 기동 전류 및 과부하 계전기와 협조되어야 함 |
| 퓨즈 + 접촉기 + 과부하 계전기 | 높은 고장 전류 제한 및 강력한 협조 기능 | 올바른 퓨즈 등급 및 교체 규정 준수 필요 |
과부하 계전기와 MPCB 중 선택해야 하는 경우 다음을 참조하십시오. 열동형 과부하 계전기(Thermal Overload Relay) 대 MPCB.
6단계: 단락 보호 장치 선택
단락 보호는 과부하 보호와 다릅니다.
단락 보호 장치는 다음과 같을 수 있습니다:
- MCB
- MCCB
- MPCB
- 퓨즈
- 퓨즈형 스위치 단로기
다음 기준에 따라 선택해야 합니다:
- 공급 전압
- 설치 지점에서의 예상 단락 전류
- 케이블 규격 및 설치 방법
- 모터 기동 전류
- 트립 곡선 또는 트립 설정
- 전자접촉기 및 과부하 계전기와의 협조
- 적용 표준 및 현지 규정
핵심 규칙은 다음과 같습니다.
차단 용량 >= 예상 단락 전류배전반의 가용 고장 전류가 10 kA인 경우, 차단 용량이 6 kA인 차단기는 해당 지점에 적합하지 않습니다.
MCB/MCCB 선정 범위는 다음을 참조하십시오. MCB 차단 용량: 6kA vs 10kA 그리고 Icu 대 Ics 대 Icw 대 Icm 차단기 정격.
7단계: 순시 트립 값을 너무 낮게 설정하지 마십시오.
모터 기동 전류는 일반적으로 전부하 전류의 수 배에 달합니다. 직입 기동(Direct-on-line starting)의 경우, 현장에서의 대략적인 추정치는 다음과 같습니다:
Istart ≈ 모터 전부하 전류(FLC)의 5~8배정확한 기동 전류는 모터 설계, 공급 전압, 부하 관성 및 기동 방식에 따라 달라집니다.
이것이 바로 모터 회로에서 순시 트립 값을 전부하 전류의 낮은 고정 배수로 설정하는 것이 위험할 수 있는 이유입니다. 기동 중에 즉각적인 트립이 발생할 수 있기 때문입니다.
올바른 접근 방식은 다음과 같습니다:
- 모터 기동 전류와 기동 시간을 확인하십시오.
- 정상적인 기동을 허용하는 차단기 또는 퓨즈를 선택하십시오.
- 단락 사고를 여전히 안전하게 차단하는지 확인하십시오.
- 과부하 계전기 및 접촉기와 조정하십시오.
- 가능한 경우 제조사의 트립 곡선과 조정 표를 사용하십시오.
소형 모터 회로의 경우 일부 설계에서 C-곡선 또는 D-곡선 MCB가 나타날 수 있으나, 최종 선택은 돌입 전류, 케이블 보호, 고장 수준 및 현지 표준을 기반으로 해야 합니다. 대형 모터는 일반적인 최종 회로 MCB보다는 MCCB, MPCB 또는 퓨즈가 필요한 경우가 많습니다.
8단계: 장치 간 조정 확인
모터 스타터 조정이란 단락 보호 장치, 접촉기 및 과부하 계전기가 고장 조건에서 안전하게 함께 작동함을 의미합니다.
조정 관련 질문은 다음과 같습니다:
- 차단기나 퓨즈가 위험한 손상이 발생하기 전에 단락을 차단합니까?
- 접촉기가 통과 전류 및 에너지를 견딜 수 있습니까?
- 과부하 계전기가 오작동 없이 모터를 보호할 수 있습니까?
- 선택된 조합이 제조사의 검증된 협조 테이블과 일치합니까?
- 패널이 가용 고장 전류에 맞게 설계되었습니까?
IEC 모터 스타터 환경에서 협조는 종종 협조 유형을 사용하여 논의됩니다. 정확한 장치 조합에 대한 제조사 데이터에 의해 뒷받침되지 않는 한 협조 유형을 주장하지 마십시오.
더 넓은 모터 스타터 아키텍처는 다음을 참조하십시오. 모터 기동기 유형 선택 가이드.
9단계: 7.5 kW 모터에 대한 선정 예시
가정:
- 모터 출력: 7.5 kW
- 전압: 400 V 3상
- 예상 전부하 전류(FLC): 약 14-16 A, 명판을 통해 확인 필요
- 용도: 표준 펌프
- 기동 방식: 직입 기동(DOL)
- 운전 조건: 일반적인 기동/정지, 조깅(jogging) 운전 아님
연락처
400 V에서 모터 출력/전류에 적합한 AC-3 정격의 전자접촉기를 선정하십시오. AC-1 정격을 선정 기준으로 사용하지 마십시오.
과부하 릴레이
실제 모터 명판 전류가 조정 범위에 포함되는 과부하 계전기를 선정하십시오. 모터 명판 전류 및 관련 규정에 따라 설정하십시오. 펌프의 기동 시간이 일반적인 경우 표준 트립 클래스가 적합할 수 있으나, 실제 기동 시간을 확인하십시오.
단락 보호
다음 기준에 따라 MCB, MCCB, MPCB 또는 퓨즈를 선택하십시오:
- 사용 가능한 단락 전류
- 케이블 규격
- 기동 전류
- 전자접촉기 및 과부하 계전기와의 협조
- 패널 표준 및 현지 설치 규정
단순히 모터 전류와 암페어 값이 같다는 이유만으로 차단기를 선택하지 마십시오. 차단기는 모터 기동을 허용하면서도 고장 조건에서 케이블과 회로를 보호할 수 있어야 합니다.
코일 전압
제어 회로가 24 VDC인 경우, 모터가 400 VAC이더라도 24 VDC 접촉기 코일을 선택하십시오. 코일 전압과 모터 전압은 별도로 선택해야 합니다.
빠른 선택 체크리스트
| 단계 | 확인할 사항 | 중요한 이유 |
|---|---|---|
| 1 | 모터 명판 정격 부하 전류 | kW 추정치보다 더 정확함 |
| 2 | 공급 전압 및 주파수 | 전류 및 제품 정격에 영향 |
| 3 | 기동 방식 | 직입 기동(DOL), 와이-델타, 소프트 스타터, 가변 주파수 드라이브(VFD) |
| 4 | 전자접촉기(Contactor) 범주 | 일반 모터 부하용 AC-3, 가혹한 부하용 AC-4 |
| 5 | 과부하 계전기 범위 | 모터의 전 부하 전류(FLC)를 수용해야 함 |
| 6 | 트립 클래스(Trip class) | 기동 시간 및 모터 보호 기능에 적합해야 함 |
| 7 | 단락 보호 장치 | 예상 단락 전류(PSCC) 및 케이블 보호 규격과 일치해야 함 |
| 8 | 조정 | 장치들은 시스템으로서 안전하게 작동해야 함 |
| 9 | 코일 전압 | 제어 회로와 일치해야 함 |
| 10 | 외함 및 환경 조건 | 열, 먼지, 진동 및 패널 공간은 신뢰성에 영향을 미침 |
일반적인 선택 실수
실수 1: AC-1 전류를 기준으로 접촉기(Contactor) 선정
AC-1은 일반적인 모터 개폐 범주가 아닙니다. 대부분의 농형 유도전동기 애플리케이션에는 AC-3를 확인하십시오. 정역 운전, 인칭(Inching) 또는 플러깅(Plugging)의 경우 AC-4 또는 제조사의 지침을 확인하십시오.
실수 2: 명판 전류를 확인하지 않고 모터 kW 용량만 사용
kW는 추정치로 유용합니다. 과부하 계전기 설정 및 최종 선정 시에는 명판 전류가 더 정확한 기준이 됩니다.
실수 3: 차단기가 모든 과부하로부터 모터를 보호한다고 가정
차단기는 단락 및 간선 과부하로부터 보호할 수 있지만, 모터 열 과부하 보호를 위해서는 일반적으로 과부하 계전기, 전자식 과부하 계전기 또는 MPCB가 필요합니다.
실수 4: 단락 트립 설정을 너무 낮게 설정
모터 기동 전류는 정격 전류의 수배에 달할 수 있습니다. 순시 트립 설정이나 트립 곡선이 너무 민감하면 정상적인 기동 중에 모터가 트립될 수 있습니다.
실수 5: 듀티 사이클 무시
하루에 몇 번 작동하는 펌프와 호이스트, 크레인, 정역 컨베이어 또는 인칭 기계는 다릅니다. 스위칭 듀티는 접촉기 선정에 영향을 미칩니다.
실수 6: 고장 전류 레벨 무시
정격 전류가 적절한 차단기라도 차단 용량이 예상 단락 전류보다 낮으면 부적합할 수 있습니다.
실수 7: 제어 전압과 동력 전압 혼용
모터는 400 VAC일 수 있지만, 접촉기 코일은 24 VDC 또는 230 VAC일 수 있습니다. 항상 제어 회로를 확인하십시오.
자주 묻는 질문
모터 kW만으로 접촉기를 선정할 수 있습니까?
아니요. 모터 kW는 시작점일 뿐이며, 최종 선정 시에는 모터 전부하 전류, 전압, AC-3 또는 AC-4와 같은 사용 범주, 듀티 사이클 및 제조사 정격표를 사용해야 합니다.
AC-3 접촉기 정격이란 무엇입니까?
AC-3은 농형 유도전동기의 기동 및 정상 속도 도달 후 차단에 일반적으로 사용되는 IEC 이용 범주입니다. 이는 많은 표준 모터 접촉기 애플리케이션의 핵심 정격입니다.
AC-4 접촉기 정격이란 무엇입니까?
AC-4는 인칭(inching), 플러깅(plugging), 역회전과 같은 더 가혹한 모터 부하 조건을 포함합니다. AC-3에 적합한 접촉기라도 동일한 모터 출력에서 AC-4에는 적합하지 않을 수 있습니다.
회로 차단기가 이미 있는데 과부하 계전기가 필요한가요?
일반적으로 필요합니다. 일반 회로 차단기는 단락 및 간선 보호 기능을 제공하지만, 모터 과부하 보호는 일반적으로 모터 전류에 맞춰 선정된 과부하 계전기, 전자식 과부하 계전기 또는 MPCB가 필요합니다.
MPCB와 과부하 계전기의 차이점은 무엇입니까?
과부하 계전기는 지속적인 모터 과부하로부터 보호하지만 일반적으로 별도의 단락 보호 장치가 필요합니다. MPCB는 올바르게 선정 및 정격이 지정된 경우 하나의 장치로 모터 과부하 및 단락 보호 기능을 모두 제공할 수 있습니다.
MCB로 모터를 보호할 수 있습니까?
MCB는 일부 소형 모터 회로에서 보호 체계의 일부로 사용될 수 있지만, 이것이 곧 완전한 모터 보호 솔루션을 의미하지는 않습니다. 기동 전류, 트립 곡선, 케이블 보호, 단락 용량 및 과부하 보호 기능을 모두 확인해야 합니다.
모터 차단기 용량은 어떻게 선정하나요?
모터의 전부하 전류, 케이블 규격, 기동 전류 및 예상 단락 전류를 기준으로 시작하십시오. 그런 다음 정상적인 기동을 허용하고 케이블을 보호하며 충분한 차단 용량을 갖춘 차단기, MPCB, MCCB 또는 퓨즈를 선택하십시오.
모터 차단기가 기동 중에 트립되는 이유는 무엇인가요?
일반적인 원인으로는 트립 곡선을 초과하는 기동 전류, 저전압, 과도한 부하 관성, 잘못된 차단기 유형, 부적절한 순시 설정, 전압 강하, 기계적 과부하 또는 부적합한 기동 방식 등이 있습니다.
오동작 트립을 방지하기 위해 더 큰 용량의 차단기를 사용해도 되나요?
케이블 보호, 모터 보호 및 고장 제거 능력을 확인하지 않고는 안 됩니다. 차단기 용량을 무작정 키우면 증상은 숨길 수 있지만 케이블이나 모터가 보호되지 않는 상태가 될 수 있습니다.
모터 스타터를 선택하는 가장 안전한 방법은 무엇인가요?
모터 명판 전류, 적용 부하, 기동 방식, 단락 용량, 과부하 계전기 설정, 접촉기 활용 범주 및 선택된 장치 조합에 대한 제조사 협조 테이블을 사용하십시오.
요약
모터 출력은 유용하지만 충분하지 않습니다. 신뢰할 수 있는 모터 기동기 선정은 전부하 전류에서 시작하여 접촉기 부하, 과부하 보호, 단락 보호, 협조 및 제어 전압을 확인해야 합니다.
대부분의 저압 모터 패널의 경우:
- AC-1 전류가 아닌 AC-3 또는 AC-4 모터 부하 기준으로 접촉기를 선정하십시오.
- 모터 명판 전류를 기준으로 과부하 보호 장치를 설정하십시오.
- 고장 전류 레벨, 케이블 규격, 기동 전류 및 협조 관계를 고려하여 단락 보호 장치를 선택하십시오.
- 각 장치를 개별적으로 보지 말고 전체 기동기 조합을 검증하십시오.
VIOX 모터 제어 선정을 위해 다음을 검토하십시오. AC 접촉기, 열 하중 초과 릴레이, 그리고 다음의 지원 가이드를 참조하십시오. 전자접촉기(Contactor) vs 모터 스타터, 열동형 과부하 계전기 선정, 열동형 과부하 계전기 vs MPCB및 접촉기 대 회로 차단기.
