전동기 운전 중 부하가 갑자기 줄어들면 전류도 바로 감소하나요?

Question

모터는 부하가 커지면 전류가 증가하는 것은 알고 있습니다. 그렇다면 운전 중 부하가 갑자기 줄어들면 전류도 바로 감소하는지 궁금합니다. 혹시 일정 시간이 지난 뒤에 변하는 것인지, 실제 현장에서는 이런 변화를 어떻게 확인하는지도 알고 싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.

모터는 부하가 감소하면 필요한 토크도 줄어들기 때문에 운전전류도 거의 바로 감소합니다. 클램프 미터나 전력계로 측정하면 이러한 변화를 확인할 수 있습니다. 다만 인버터 제어나 관성 부하가 큰 설비는 변화가 조금 완만하게 나타날 수도 있습니다. 그래서 현장에서는 전류 변화와 함꺠 운전 상태를 종합적으로 확인하여 설비 이상여부를 판단합니다.

Answer 2

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

부하가 줄어들면 역기전력 변화와 회전자 슬립의 조절이 실시간으로 이루어져서 전류는 지연 없이 바로 감소하게 되는 거죠. 부하 토크가 떨어지는 즉시 모터의 속도가 미세하게 증가합니다. 그리고 고정자 권선으로 유입이 되는 유효 전류가 동시에 줄어들기 때문인 거죠.

현장에서는 MCC 판넬 전류계나 클램프 메터 지침의 즉각적인 하락으로 이를 확인할 수 있습니다. 다만 대형 팬처럼 기계적인 관성이 큰 설비는 회전 속도가 서서히 줄어들 겁니다. 그러니 전류 감소 반응이 수 초에 걸쳐서 완만하게 나타나는 겁니다.

Answer 3

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.

네, 일반적인 전동기에서는 부하가 갑자기 줄어들면 전류도 비교적 빠르게 감소합니다.

유도전동기를 기준으로 보면 부하가 줄어들면 모터가 필요한 토크도 감소합니다. 그러면 슬립이 작아지고, 토크를 만들기 위해 필요한 전류 성분도 줄어들기 때문에 운전전류가 내려갑니다.

다만 완전히 순간적으로 딱 떨어지는 것은 아닙니다. 모터와 부하에는 회전 관성이 있기 때문에 속도와 전류가 새로운 상태로 안정되기까지 아주 짧은 과도시간이 생길 수 있습니다. 그래도 일반적인 현장 계측기로 보면 거의 바로 변하는 것처럼 보이는 경우가 많습니다

또 부하가 완전히 없어져도 전류가 0A가 되지는 않습니다. 모터는 무부하 상태에서도 자기장을 만들기 위한 여자전류와 기계적 손실을 보충하기 위한 전류가 필요하기 때문입니다.

현장에서는 보통 클램프미터, 판넬 전류계, 인버터 모니터 화면, PLC 전류값 또는 전력계를 이용해 변화를 확인합니다. 예를 들어 컨베이어에 실려 있던 물건이 없어지거나 펌프 부하가 감소하면 전류값이 함께 내려가는 모습을 확인할 수 있습니다.

반대로 부하가 줄었는데도 전류가 계속 높다면 베어링 불량, 축 정렬 문제, 기계적인 마찰 증가, 전압 불평형 또는 모터 자체 이상 등을 추가로 점검할 필요가 있습니다.

쉽게 말하면 모터가 해야 할 일이 줄어들면 필요한 힘도 줄어들고, 그만큼 사용하는 전류도 빠르게 감소한다고 이해하면 됩니다.

Answer 4

안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.

부하가 갑자기 줄어들게 되면 전동기 전류도 감소하게 되는 것이 정상이기는 한데요,,,, 부하가 줄어드는 순간 전류가 바로 줄어드는 것은 아니고 부하가 감소하면 회전수가 약간 증가하게 되고 그 결과 슬립이 감소하고 모터가 만들어야 하는 토크가 작아지면서 전원에서 끌어오는 전류도 감소하게 되는 과정을 거치게 됩니다.