정격 전압 이하로 운전하는 전동기에서 발생하는 문제와 해결책

정격 전압 이하로 운전하는 전동기에서 발생하는 문제와 해결책

 

 

1. 개요
  1) 전기 시스템에서 발생할 수 있는 전압 강하와 온도 상승은 장비의 성능 저하 및 효율 감소를 초래할 수 있습니다.

  2) 특히, 토크와 효율에 미치는 영향이 크며, 이는 장기적으로 시스템의 안정성에 영향을 미칠 수 있습니다.

  3) 본 글에서는 전압 강하와 온도 상승에 대한 발생 현상과 이를 해결하기 위한 다양한 조정 방법을 다룹니다.

 

 

2. 발생현상
  1) 토크
    -  토크(T)는 전압(V)의 제곱에 비례합니다. 즉, T ∝ V²로 표현됩니다.
    -  전압이 10% 감소하면 최대 토크가 20% 감소합니다.
    -  정격토크 운전 시 전부하 요류가 2% 감소하는 현상이 발생합니다.

 

※ 토크 20% 감소 시 영향

    -  구동력 감소 : 토크가 20% 감소하면 모터가 구동할 수 있는 최대 부하가 줄어들어,

       부하를 처리하지 못하거나 성능이 저하될 수 있습니다.
    -  속도 및 효율 저하 : 속도가 감소하고 시스템의 전반적인 효율도 떨어지며, 에너지 소비 증가로 이어질 수 있습니다.
    -  과부하 및 손상 위험 : 부하를 처리하기 위해 모터가 더 많은 힘을 써야 하므로 과열 및 과부하가 발생할 수 있으며,

       장비 손상의 위험이 커집니다.
    -  운전 안정성 감소: 출력 부족으로 인해 시스템이 정상적으로 작동하지 않거나 불안정해질 수 있습니다.

 

  2) 온도 상승 : 손실 발생
    -  자냉식 모터의 경우, 온도 상승은 약 6~7% 정도 발생합니다.
    -  이때 회전자 및 고정자의 온도 상승이 일어나며, 이는 효율 저하로 이어집니다.
    -  열손실로 인해 출력이 감소하게 됩니다.

 

※ 온도 상승 시 영향
    -  효율 저하 : 온도가 상승하면 장비의 열손실이 증가하여 출력이 감소하고, 전반적인 효율성이 떨어집니다.
    -  장비 수명 단축 : 고온 상태에서 장비를 운전하면 부품의 마모가 가속화되고, 장비의 수명이 단축될 수 있습니다.
    -  과열로 인한 고장 위험 : 고온 환경에서의 지속적인 운전은 장비 고장을 유발할 수 있으며, 시스템의 안정성을

       위협합니다.

 

 

 

3. 조정 방법
  1) 임피던스 감축
    -  전압 강하를 줄이기 위해 임피던스를 감소시키는 방법을 적용할 수 있습니다. 

    -  이로 인해 전압의 안정성을 높이고, 토크 감소를 최소화할 수 있습니다.

  2) 변압기 Tap 절환기 사용
    -  변압기 Tap 절환기를 사용하여 전압을 조정함으로써 시스템의 안정성을 향상시킬 수 있습니다. 

    -  이는 전압 강하 문제를 해결하고, 필요한 전압을 일정하게 유지하는 데 도움을 줍니다.

  3) 전력용 콘덴서 사용
    -  전력용 콘덴서를 사용하여 무효전력을 개선할 수 있습니다. 무효전력 개선은 전압 강하를 방지하고,

       시스템의 효율성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다.

 

 

 

4. 결론
  1) 전압 강하와 온도 상승은 전기 장비, 특히 모터와 관련된 시스템 효율성에 중요한 영향을 미칩니다.

     이를 해결하기 위해 임피던스를 감소시키거나 변압기 Tap 절환기와 전력용 콘덴서를 사용하는 방법은

     전압 안정성 유지와 효율 개선에 효과적입니다.

  2) 또한, 온도 상승을 관리하는 것도 시스템의 장기적인 안정성과 장비 수명을 보장하는 데 필수적입니다.

     토크 감소와 온도 상승의 영향을 최소화하고 시스템의 성능을 최적화하기 위해서는 이러한 조정 방법들을 통해

    손실을 최소화하고, 보다 효율적인 운영을 달성할 수 있습니다.