모터 스타터용 타임 릴레이 배선 방법

모든 플랜트 엔지니어가 두려워하는 새벽 3시의 전화

시설의 주 펌프가 또다시 트립되었다고 상상해 보십시오. 새벽 3시이고, 생산은 중단되었으며, 유지 보수 팀은 허둥지둥하고 있습니다. 한 시간 동안 문제 해결을 한 후, 범인을 발견했습니다. 3개의 50마력 모터가 동시에 시작하려고 시도하여 전기 시스템에 과부하를 일으키는 엄청난 돌입 전류를 생성하고 있습니다. 전압 강하가 너무 심해서 다른 장비들이 도미노처럼 오프라인으로 떨어지고 있습니다.

이러한 시나리오는 산업 시설에서 매일 발생하며, 근본 원인은 거의 항상 동일합니다. 조정된 타이밍 제어 없이 모터가 시작됨. 여러 모터가 동시에 작동하면 결합된 돌입 전류(일반적으로 모터의 정격 전류의 6~8배)가 서비스 입구 용량을 초과하거나, 상류 차단기에서 불필요한 트립을 유발하거나, 시설 전체에 파급되는 손상적인 전압 강하를 유발할 수 있습니다.

표준 모터 기동기가 부족한 이유

기존의 직입 기동(DOL) 모터 기동기는 접점을 닫고 명령을 받으면 즉시 모터에 전원을 공급하도록 설계되었습니다. 지능, 시퀀싱 또는 지연이 없습니다. 단일 모터 애플리케이션에서는 이것이 잘 작동합니다. 그러나 여러 모터, 컨베이어 시스템 또는 단계적 시작 시퀀스가 필요한 장비가 있는 시설에서는 DOL 기동기만으로는 세 가지 중요한 문제가 발생합니다.

1. 전기 수요 급증: 동시 시작은 돌입 전류를 증가시켜 유틸리티의 수요 요금을 초과하거나 주 차단기를 트립시킬 수 있습니다.
2. 기계적 충격: 컨베이어 벨트, 펌프 시스템 및 공정 장비는 모든 구성 요소가 램프 업 시간 없이 즉시 작동하면 기계적 손상을 입을 수 있습니다.
3. 공정 중단: (버너 앞의 퍼지 팬 또는 압축기 앞의 냉각 펌프와 같은) 중요한 시퀀스에는 기본 기동기가 제공할 수 없는 시간 조정이 필요합니다.

기존의 “해결책”(수동으로 시작을 엇갈리게 하거나 복잡한 PLC 프로그래밍을 사용하는 것)은 신뢰할 수 없거나(인적 오류) 비용이 많이 듭니다(엔지니어링 시간 및 하드웨어 비용).

VIOX 타임 릴레이

아하! 순간: 시작 트래픽 컨트롤러로서의 시간 릴레이

바로 이 지점에서 시간 릴레이가 모터 제어 전략을 변화시킵니다. 시간 릴레이를 전기 시스템의 신호등으로 생각하십시오. 시간 릴레이는 언제 모터 기동기 코일로의 전력 흐름을 제어합니다. 만약 전력 흐름 자체를 제어하는 것이 아닙니다. 제어 스위치와 모터 기동기의 코일 회로 사이에 소형 시간 릴레이를 삽입하면 값비싼 PLC나 복잡한 프로그래밍 없이도 시작 시퀀스를 정확하고 조정 가능하게 제어할 수 있습니다.

여기에 우아한 단순성이 있습니다. 시작 버튼을 누르면 시간 릴레이가 카운트다운(온 딜레이)을 시작하거나 설정된 시간 동안 접점을 닫은 상태로 유지합니다(오프 딜레이). 이 정확한 간격 후에만 모터 기동기 코일로 회로를 완료하여 접촉기를 작동시키고 모터를 시작합니다. 그 결과는 무엇일까요? 돌입 충돌을 제거하고 장비를 보호하는 조정된 순차적 모터 시작입니다.

핵심 요점: 시간 릴레이는 모터를 직접 제어하지 않고 모터 기동기의 코일 회로를 제어합니다. 이 저전류 제어 로직은 소형 접점 정격의 소형 릴레이를 사용하여 대형 모터 기동기를 제어할 수 있음을 의미합니다.

완벽한 단계별 배선 가이드

1단계: 애플리케이션에 맞는 릴레이 유형 선택

단 하나의 전선도 만지기 전에 온 딜레이 나 off-delay 시간 릴레이가 필요한지 확인해야 합니다. 잘못하면 모터가 완전히 잘못된 시간에 시작됩니다.

온-디레이 시간 릴레이 (지연 작동 또는 DORM 릴레이라고도 함):

• 사용 시기: 모터가 시작되도록 해야 하는 경우 후에 시작 명령 후 특정 지연
• 일반적인 애플리케이션: 순차적 펌프 시작, 지연된 팬 시작, 컨베이어 스테이징
• 작동 방식 How it works: 릴레이 코일에 전원이 공급되면 타이밍이 시작됩니다. 사전 설정된 지연 시간이 지나면 출력 접점이 닫혀 모터 기동기 코일에 전원이 공급됩니다.

오프-지연 시간 릴레이 (지연 차단 또는 DODB 릴레이라고도 함):

• 사용 시기: 모터가 일정 기간 동안 계속 작동해야 하는 경우 후에 정지 명령
• 일반적인 애플리케이션: 버너가 종료된 후에도 계속 작동해야 하는 퍼지 팬, 공정 장비가 중지된 후에도 계속 작동하는 냉각 펌프
• 작동 방식 How it works: 릴레이 코일에 전원이 공급되지 않으면 타이밍이 시작됩니다. 지연 시간이 만료될 때까지 출력 접점이 닫힌 상태로 유지됩니다(모터가 계속 작동).

전문가 팁: 산업 시퀀싱 애플리케이션의 80%에서는 온 딜레이 릴레이를 사용합니다. 오프 딜레이 릴레이는 안전 인터록 및 냉각/퍼지 요구 사항에 특화되어 있습니다. 여러 모터 시작을 엇갈리게 하려고 하는 경우 온 딜레이부터 시작하십시오.

2단계: 중요한 전기 정격 확인(사양 시트는 거짓말을 하지 않음)

대부분의 배선 오류는 물리적 연결이 아니라 사양 단계에서 발생합니다. 세 가지 중요한 정격을 확인해야 합니다.

A. 제어 회로 전압

시간 릴레이의 코일 전압은 모터 기동기의 제어 회로 전압과 정확히 일치해야 합니다. 일반적인 전압은 다음과 같습니다. 24V DC(PLC 통합이 있는 최신 시스템에서 점점 더 일반적임)

• 120V AC(북미 제어 회로 표준)
• 240V AC(일부 산업 및 국제 애플리케이션에서 사용)
• 모터 기동기의 배선도를 확인하십시오. 제어 회로 전압은 일반적으로 회로도 또는 기동기 코일 자체에 레이블이 지정되어 있습니다. 여기서 불일치가 발생하면 즉시 릴레이가 고장나거나, 최악의 경우 작동이 불안정해집니다.

B. 접점 정격(부하 대 릴레이 용량).

시간 릴레이의 출력 접점은 모터 기동기의 코일 전류를 처리할 수 있도록 정격이 지정되어야 합니다. 계산 방법은 다음과 같습니다.

모터 기동기의 코일 전류 정격(일반적으로 코일에 밀리암페어 또는 와트로 표시됨)을 찾습니다.

1. 25% 안전 계수를 추가합니다.
2. 시간 릴레이의 접점 정격이 이 값을 초과하는지 확인합니다.
3. : 접촉기 코일이 120V AC에서 50mA를 소모하는 경우 시간 릴레이 접점은 최소 65mA(50mA × 1.25)로 정격이 지정되어야 합니다. 대부분의 표준 시간 릴레이는 120/240V AC에서 5A 이상으로 정격이 지정된 접점을 가지고 있어 충분한 헤드룸을 제공하지만

예항상 확인하십시오. 가장 일반적인 사양 오류는 릴레이의 코일 전압과 접점 정격을 혼동하는 것입니다. 이것들은 독립적인 사양입니다. 릴레이 코일은 24V DC일 수 있지만 접점은 여전히 240V AC 부하를 전환할 수 있습니다. 둘 다 확인하십시오..

핵심 요점: C. 타이밍 범위.

릴레이의 조정 가능한 시간 범위가 애플리케이션 요구 사항을 충족하는지 확인하십시오. 일반적인 범위:

0.1~10초(빠른 시퀀싱)

• 1~60초(일반적인 모터 스테이징)
• 1~999초(냉각 또는 퍼지 주기를 위한 확장된 지연)
• 3단계: 제어 회로 배선(중요한 연결)

이제 실제 배선에 들어갑니다. 여기에서 이론이 실제와 만나고 적절한 기술이 미래의 고장을 방지합니다.

필요한 구성 요소.

Required Components:

• 시간 릴레이 (2단계에서 확인된 사양)
• 제어 회로 단자가 표시된 모터 기동기
• 제어 전원 (변압기 또는 직접 라인 전압)
• 시작/정지 푸시 버튼 (또는 제어 스위치)
• 과부하 릴레이 접점 (일반적으로 모터 기동기에 내장됨)
• 제어 회로용 NEC Article 430에 따라 크기가 결정된 전선 (일반적으로 14-18 AWG)

지연 시간 릴레이 배선 순서 (가장 일반적인 구성):

1. 제어 전원 설정:
   • 제어 전압 소스의 라인 1(L1)을 시작 푸시 버튼의 한쪽 면에 연결합니다.
   • 이것이 “핫” 제어 레그입니다.
2. 시작 버튼 및 시간 릴레이 코일 배선:
   • 일반적으로 열림(NO) 시작 버튼 출력을 시간 릴레이 코일의 한쪽 단자(종종 A1으로 표시됨)에 연결합니다.
   • 다른 시간 릴레이 코일 단자(종종 A2로 표시됨)를 제어 전압의 라인 2(L2/중성선)로 다시 연결합니다.
   • 중요: 정지 버튼(NC 접점)과 과부하 릴레이 접점(NC)을 시작 버튼 앞의 L1 레그에 직렬로 배선하여 완전한 안전 체인을 만듭니다.
3. 시간 릴레이 출력 접점을 모터 기동기 코일에 연결합니다.:
   • 시간 릴레이의 시간 제한 출력 접점(일반적으로 NO 접점: 15-18, 25-28 등으로 표시됨)을 식별합니다.
   • 이러한 시간 제한 NO 접점의 한쪽 면을 동일한 L1 제어 레그에 연결합니다.
   • 시간 제한 NO 접점의 다른 쪽 면을 모터 기동기 코일의 한쪽 단자(A1 등으로 표시됨)에 연결합니다.
   • 다른 모터 기동기 코일 단자(A2)를 L2로 다시 연결합니다.
   • 이것이 중요한 경로입니다.: 시간 릴레이가 시간 초과되면 NO 접점을 닫아 모터 기동기 코일에 전원을 공급하는 회로를 완료합니다.
4. 유지 회로 추가 (유지 작동의 경우):
   • 모터 기동기의 보조 NO 접점(13-14 등으로 표시됨)을 시작 버튼과 병렬로 연결합니다.
   • 이렇게 하면 시작 버튼을 놓은 후에도 모터가 계속 작동하도록 “실인” 회로가 생성됩니다.

핵심 요점: 시간 릴레이는 시작 버튼과 모터 기동기 코일 사이에 위치하며 주 전원 회로가 아닌 제어 로직의 게이트키퍼입니다. 모터의 주 전원 도체와 직렬로 시간 릴레이를 배선하지 마십시오.

중요한 설치 세부 정보

• 진동 저항을 위해 연선에 페룰 단자를 사용하십시오.
• 단자 나사를 제조업체 사양(일반적으로 제어 단자의 경우 7-9 in-lbs)으로 조입니다.
• 모든 전선에 소스와 목적지를 식별하는 전선 마커를 사용하여 표시합니다.
• 전기적 노이즈를 줄이기 위해 제어 회로 배선을 고전압 모터 전원 케이블과 분리하십시오.

4단계: 타이밍 설정 및 시퀀스 테스트

배선이 완료되면 타이밍 기능을 올바르게 설정하고 확인해야 합니다.

타이밍 조정:

• 시간 조정 다이얼 또는 디지털 설정을 찾습니다(특정 모델에 대한 릴레이 설명서 참조).
• 초기 시작 시퀀싱의 경우 모터 사이에 더 긴 지연 시간(10-15초)으로 시작합니다.
• 실제 돌입 동작을 관찰한 후 지연 시간을 줄일 수 있습니다.

테스트 프로토콜 (모터 연결 해제 또는 테스트 모드에서 수행):

1. 코일 여자 테스트: 시작 버튼을 누릅니다. 시간 릴레이가 여자되는 소리/모습이 보여야 합니다(LED 표시등 또는 가청 클릭).
2. 타이밍 확인: 스톱워치를 사용하여 지연 시간이 설정과 일치하는지 확인합니다. 모터 기동기는 사전 설정된 시간 후에만 전원이 공급되어야 합니다.
3. 정지 기능 테스트: 정지 버튼을 누릅니다. 시간 릴레이와 모터 기동기가 즉시 전원이 차단되어야 합니다(지연 릴레이의 경우).
4. 유지 회로 테스트: 시간 제한 시작 후 시작 버튼을 놓습니다. 모터는 보조 접점 실인을 통해 계속 작동해야 합니다.

전문가 팁: 다중 모터 시퀀스에서는 지연 시간을 엇갈리게 설정합니다(모터 1: 0초, 모터 2: 8초, 모터 3: 16초). 이렇게 하면 피크 수요를 크게 줄이는 “롤링 시작”이 생성됩니다.

실제 응용 프로그램: 3펌프 시퀀싱 솔루션

트립되는 워터 펌프가 있는 오프닝 시나리오를 다시 살펴보겠습니다. 시간 릴레이가 이 정확한 문제를 해결하는 방법은 다음과 같습니다.

구성:

• 각각 자체 모터 기동기가 있는 50-HP 펌프 3개
• 단일 시작 버튼이 전체 시퀀스를 시작합니다.
• 펌프 1: 직접 시작(지연 없음)
• 펌프 2: 10초로 설정된 지연 릴레이
• 펌프 3: 20초로 설정된 지연 릴레이

결과: 450A 동시 돌입(모터 3개 × 각 150A) 대신 10초 간격으로 분산된 150A 피크 3개를 얻습니다. 전기 시스템은 이를 쉽게 처리하고 전압은 안정적으로 유지되며 다운스트림 장비는 정상적으로 계속 작동합니다.

비용 편익: PLC 기반 솔루션($2,000+) 또는 지속적인 성가신 트립 및 잠재적인 장비 손상($$$$)을 수용하는 것과 비교하여 시간 릴레이 3개($150 총).

시간 릴레이가 가장 비용 효율적인 제어 솔루션인 이유

기능	귀하에게 제공하는 가치
간단한 설치	DIN 레일에 장착, 표준 제어 회로 배선—프로그래밍 불필요
조정 가능한 타이밍	다이얼 또는 디지털 설정으로 하드웨어 변경 없이 현장 최적화 가능
콤팩트한 설치 공간	주요 수정 없이 기존 제어판에 적합
높은 신뢰성	100,000회 이상의 작동 주기를 갖춘 솔리드 스테이트 또는 전기 기계식 설계
저렴한 비용	PLC 기반 솔루션에 비해 릴레이당 $50-150

결론: 타이머 릴레이는 프로그래밍 가능 컨트롤러의 비용과 복잡성에 비해 훨씬 저렴한 비용으로 정확한 모터 시동 시퀀싱을 제공합니다. 복잡한 로직 없이 간단한 지연 또는 스테이징이 필요한 애플리케이션에 가장 안정적이고 경제적인 솔루션입니다.

피해야 할 일반적인 배선 실수

숙련된 전기 기술자도 이러한 실수를 합니다.

1. 모터 전원 회로에 타이머 릴레이 배선: 타이머 릴레이는 모터 전원(고전류)이 아닌 스타터 코일(저전류)을 제어합니다.
2. 코일 전압 불일치: 24V 릴레이 코일은 120V에서 안정적으로 작동하지 않으며 그 반대도 마찬가지입니다.
3. 부적절한 전선 크기: 제어 회로는 NEC 표준에 따라 적절한 AWG 크기가 여전히 필요합니다.
4. 유지 회로를 잊어버림: 보조 접점 실인이 없으면 시작 버튼을 놓을 때 모터가 멈춥니다.
5. 타이밍 테스트 건너뛰기: 시운전 전에 항상 실제 타이밍이 설정과 일치하는지 확인하십시오.

시동 문제를 해결할 준비가 되셨습니까?

적절한 타이머 릴레이 선택 및 배선은 혼란스러운 모터 시동을 조정되고 안정적인 시퀀스로 변환합니다. 여러 펌프를 스테이징하든, 지연된 시동으로 장비를 보호하든, 안전 인터록을 구현하든, 타이머 릴레이는 모터 스타터에 필요한 타이밍 인텔리전스를 제공합니다.

다음 단계:

• 모터 스타터 제어 회로도를 검토하여 타이밍 기회를 식별합니다.
• 제어 전압 및 접점 요구 사항에 맞는 타이머 릴레이를 선택합니다.
• 안정적이고 장기적인 작동을 위해 위의 배선 단계를 따르십시오.

기술 지원이 필요하십니까? Eaton, ABB, Schneider Electric 및 Phoenix Contact와 같은 주요 제조업체는 자세한 배선 다이어그램 및 애플리케이션 엔지니어링 지원을 통해 포괄적인 타이머 릴레이 제품 라인을 제공합니다. 터미널 지정 및 정격을 확인하려면 선택한 릴레이 모델에 대한 특정 데이터시트를 항상 참조하십시오.

모터 제어 시스템은 가장 약한 연결 고리만큼만 안정적입니다. 타이밍 제어가 약점이 되지 않도록 하십시오.