전동기 기동 후 전류가 천천히 감소하는 이유는 무엇인가요?

Question

모터를 기동하면 처음에는 전류가 크게 흐르다가 시간이 지나면서 점차 정상 전류로 내려가는 것을 봤습니다. 전원을 넣는 순간부터 정상 전류가 흐르면 될 것 같은데 왜 처음에는 큰 전류가 필요한지 궁금합니다. 또 정상 전류로 내려가는 과정은 어떤 원리인지 알고 싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 박현민 전기기능사입니다.

전동기는 처음 기동할 때 정지 상태에서 회전을 시작해야 하므로 큰 힘이 필요합니다. 이떄 기동전류가 발생하면 정상 운전보다 훨씬 큰 전류가 흐르게 됩니다. 회전속도가 점차 올라가면 필요한 힘이 줄어들고 역기전력이 발생하면서 전류도 자연스럽게 감소합니다. 그래서 모터는 기동직후 큰 전류가 흐르다가 정상 속도가 도달하면 정격전류 수준으로 안정되는 것이 정상적인 운전 상태입니다.

Answer 2

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

모터가 정지 상태에서는 회전자가 멈춰 있습니다. 그래서 역기전력이 전혀 발생하지 않습니다. 그래서 전원 인가 직후에 전압에 저항만 작용해서 정격의 다섯 배에서 많게는 일곱 배까지 큰 기동 전류가 흐르게 되는 거죠. 정지 상태에 관성을 깨고 기동 토크를 발생하기 위해서 이처럼 순간적으로 큰 전류를 공급하는 게 필수적인 겁니다.

모터가 회전을 시작하면은 회전자가 회전 자계를 따라가면서 유도되는 역기전력이 점점 커집니다. 그래서 입력 전압을 상쇄시키게 되는 거죠. 회전 속도가 정격 속도에 도달할수록 역기전역과 전원의 전압 차이가 줄어듭니다. 그래서 이에 비례해서 전류도 천천히 감소하고 안정적으로 정격 전류 상태로 안착하는 거죠. 이때 등속도 운전을 한다고 생각하시면 되겠네요. 예시로 들면 엘리베이터가 처음 움직일 때 서서히 빨라질 때 큰 전류를 쓰다가 등속도 운전을 할 때는 전류가 작게 들어가는 걸 생각하시면 이해가 더 쉬우실 것 같습니다.