3상 유도전동기는 산업용 전동기에서 가장 널리 사용됩니다.
하지만 유도전동기는 기동 시 높은 기동전류가 흐르므로 적절한 기동법을 선택해야 합니다.
이번 글에서는 농형 유도전동기와 권선형 유도전동기의 기동법과 특징을 자세히 설명합니다.
1. 농형 유도전동기 기동법
농형 유도전동기란?
✅ 회전자(로터)가 단단한 도체 바구조로 되어 있으며, 외부와 연결되지 않는 폐회로 형태입니다.
✅ 구조가 단순하여 견고하고 유지보수가 적으며 가격이 저렴합니다.
✅ 하지만 기동 시 큰 기동전류가 발생하므로 부하 및 전력망에 따라 적절한 기동법이 필요합니다.
농형 유도전동기의 주요 기동법
| 기동법 | 개요 | 특징 |
|---|---|---|
| 직입 기동(Direct On-Line, DOL) | 전원에 직접 연결하여 기동 | – 기동전류가 매우 큼 – 소형 전동기에 적합 |
| Y-Δ 기동(Star-Delta Starting) | 기동 시 Y결선 → 운전 시 Δ결선 전환 | – 기동전류 감소(1/3 수준) – 중·대형 전동기에 적합 |
| 리액터 기동(Reactor Starting) | 기동 시 리액터를 직렬로 연결 후 제거 | – 기동전류 감소 효과 – 부하에 따라 적용 가능 |
| 자동전압강하 기동(Auto Transformer Starting) | 기동 시 자동 변압기로 전압 강하 후 연결 | – 기동전류 조절 가능 – 대형 전동기에 적합 |
| 소프트 스타터(Soft Starter) | 전자식 컨트롤러로 기동전압을 점진적으로 증가 | – 기동 충격 최소화 – 기동 속도 조절 가능 |
1-1. 직입 기동
- 전동기를 전원에 직접 연결하여 기동하는 방식
- 기동전류가 매우 크기 때문에 10kW 이하의 소형 전동기에만 사용
✅ 장점: 간단한 회로, 낮은 설치 비용
❌ 단점: 기동전류가 크고 전압 강하 발생
1-2. Y-Δ 기동
- 기동 시 Y(스타) 결선으로 낮은 전압을 공급하고,
정상 회전 속도에 도달하면 Δ(델타) 결선으로 전환 - 기동전류를 1/3로 감소시키는 효과가 있음
- 5~100kW의 중·대형 전동기에서 많이 사용
✅ 장점: 기동전류 감소 효과, 간단한 구성
❌ 단점: 기동 토크가 낮아 부하가 큰 경우 부적합
1-3. 리액터 기동
- 기동 시 리액터(Reactance)를 직렬로 연결하여 전압을 낮춰 기동
- 부하가 가벼운 경우 적절한 방법
✅ 장점: 기동전류 감소, 부드러운 기동
❌ 단점: 추가적인 리액터 장치 필요
1-4. 자동전압강하 기동
- 기동 시 자동 변압기로 전압을 낮춘 후, 정상 운전 상태에서 전압을 원래대로 공급
- 대형 전동기(50kW 이상)에서 많이 사용됨
✅ 장점: 기동전류 조절 가능, 기동 토크 유지
❌ 단점: 변압기 비용이 추가됨
1-5. 소프트 스타터
- 전자식 컨트롤러를 사용하여 기동 전압을 점진적으로 증가
- 전동기의 속도를 조절하면서 부드럽게 기동
✅ 장점: 기동 충격 최소화, 전자제어 가능
❌ 단점: 고가의 전력전자 장치 필요
2. 권선형 유도전동기기동법
권선형 유도전동기란?
✅ 회전자(로터)가 3상 권선으로 구성되어 있으며, 슬립링(Slip Ring)을 통해 외부 저항을 연결할 수 있음
✅ 기동 토크가 크고, 기동전류를 조절 가능하여 대형 부하 기동에 적합
✅ 하지만 구조가 복잡하고 유지보수가 필요
권선형 유도전동기의 주요 기동법
| 기동법 | 개요 | 특징 |
|---|---|---|
| 외부 저항 기동(External Resistance Starting) | 기동 시 회전자에 외부 저항을 연결 후 점차 제거 | – 기동전류 감소, 기동 토크 증가 – 부하가 큰 경우 적합 |
| 2차 저항 기동(Secondary Resistance Starting) | 2차(회전자)에 저항을 삽입하여 기동 | – 속도 제어 가능 – 기동 후 저항을 제거 |
2-1. 외부 저항 기동
- 기동 시 회전자에 외부 저항을 연결하여 기동전류를 감소
- 기동 후 저항을 점차 제거하여 정상 운전
✅ 장점: 기동전류 억제, 높은 기동 토크 제공
❌ 단점: 슬립링 및 브러시의 마모, 유지보수 필요
2-2. 2차 저항 기동
- 2차 회로에 저항을 삽입하여 기동
- 저항값을 조절하여 속도를 제어할 수 있음
✅ 장점: 부하에 따라 속도 조절 가능
❌ 단점: 유지보수 필요, 구조가 복잡함
3. 농형 vs 권선형 유도전동기 기동법 비교
| 구분 | 농형 유도전동기 | 권선형 유도전동기 |
|---|---|---|
| 회전자 구조 | 단순한 도체 바 | 3상 권선 + 슬립링 |
| 기동 특성 | 기동전류 큼 | 기동 토크 큼, 전류 조절 가능 |
| 주요 기동법 | 직입 기동, Y-Δ 기동, 리액터 기동, 자동전압강하 기동, 소프트 스타터 | 외부 저항 기동, 2차 저항 기동 |
| 사용 용도 | 일반적인 산업용 전동기 | 부하가 큰 크레인, 압축기, 대형 팬 |
4. 결론
✅ 농형 유도전동기는 단순한 구조로 유지보수가 쉽지만 기동전류가 크므로 기동법 선택이 중요합니다.
✅ 권선형 유도전동기는 기동 토크가 크고 속도 조절이 가능하지만, 유지보수가 필요합니다.
📌 전동기의 용량, 부하 특성에 따라 적절한 기동법을 선택하는 것이 중요합니다.