전동기에서 전압은 정상인데 역상(Phase Reversal)이 발생하면 어떤 문제가 생기나요?

Question

3상 전동기는 세 상의 전압만 정상이라면 문제없이 운전될 것이라고 생각했습니다. 그런데 전압은 정상이어도 상 순서가 바뀌는 역상이 발생하면 문제가 될 수 있다고 들었습니다. 왜 상 순서만 바뀌어도 운전에 영향을 주는지 궁금합니다. 실제 현장에서는 어떤 방법으로 역상을 확인하는지도 알고 싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 박현민 전기기능사입니다.

역상이 발생하면 전동기의 회전 방향이 반대로 바뀌게 됩니다. 펌프나 송풍기처럼 회전 방향이 중요한 설비에서는 토출량 가소나 설비 손상 심한 경우 역회전으로 인한 고장이 발생할 수 있습니다. 현장에서는 상회전계나 순간 기동 시험을 통해 회전 방향을 확인하고 필요하면 두상의 배선을 서로 바꾸어 정상 방향으로 수정합니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.

전동기는 3상 전압의 크기가 모두 정상이라고 하더라도 상의 순서에 따라서 반대방향으로 회전할 수 있습니다. 3상 전원원 각각 120도의 위상차이가 나게 되는에 이 순서로 인해서 전동기 내부에 한 방향으로 회전하는 자기장이 만들어지게 되면 그런데 만약 상의 순서가 달라지게 되면 회전자계가 반대방향으로 회전하게 되는 것입니다. 따라서 전압이 모두 정상이라고 하더라도 상의 순서에 따라서 모터의 회전 방향이 반대로 바뀔 수 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.

네, 전동기에서 역상이 발생한다면 세 상의 전압크기가 정상이어도 회전자계의 방향이 반대로 바뀌기 때문에 모터가 역회전하게 됩니다.

3상 전동기는 R-S-T처럼 정해진 상 순서에 따라 회전자계가 만들어집니다. 그런데 두 상의 배선이 서로 바뀌면 상 순서가 반대로 되어 회전자계 방향도 반전되고, 결국 모터 회전방향이 바뀝니다. 즉, 전압의 크기보다 상 순서가 회전 방향을 결정하는 핵심 요소입니다

모터 자체는 경우에 따라 역회전이 가능하지만, 실제 설비에서는 문제가 될 수 있습니다. 예를 들어 펌프는 토출 성능이 떨어지거나 임펠러 구조에 영향을 줄 수 있고, 팬은 풍량이 급감하며, 컨베이어는 반대 방향으로 움직일 수 있습니다. 일부 압축기나 기계장치는 역회전 자체가 손상 원인이 될 수 있습니다.

현장에서는 보통 상순서계(Phase Sequence Meter)를 사용해 R-S-T 순서가 정상인지 확인합니다. 배선 변경이나 모터 교체 후에는 짧게 조그 운전하여 실제 회전 방향을 확인하기도 합니다. 다만 역회전이 위험한 설비는 먼저 커플링을 분리하거나 제조사 절차에 따라 확인하는 것이 안전합니다.

즉, 전압이 정상이어도 상 순서가 바뀌면 회전방향이 반대로 바뀌기 때문에, 3상 전동기에서는 전압뿐 아니라 상 순서도 반드시 확인해야 한다고 이해하면 됩니다.

Answer 4

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

3상의 전동기에서 전압이 정상이라고 하더라도 역상이 생기면 회전자계에 회전하는 방향이 반대로 됩니다. 그러면 전동기는 원래 가려고 하는 회전의 반대 방향으로 돌게 되는 거죠. 3상의 전력은 각 상의 위상차로 회전하는 힘을 만듭니다. 그래서 상에 순서는 RST 중에서 두 상의 결선이 바뀌면 자기장에 회전 방향 자체가 바뀌는 거죠.

그래서 펌프나 엘리베이터 같은 수송 설비의 역회전이 발생하면은 기계부의 변형이 생길 수가 있습니다. 그리고 설비의 역행 등 치명적인 사고로 이어질 수가 있는 거죠. 예를 들어 보면 엘리베이터는 피트에서 얼마 올라갈지 않은 상태라고 가정해 보겠습니다. 그래서 의도치 않은 사고가 발생했을 때 아래로 떨어진다면 금방 버퍼와 부딪혀서 사고가 일어나지 않을 겁니다. 하지만 상승을 해 버린다면 건물 천장까지 올라가게 될 거고, 기존의 세팅된 속도보다 더 과속을 하게 될겁니다. 그러면 비상 정지를 하게 될 거고, 승객에게 충격을 주게 될 수가 있는 거죠.

그래서 현장에서는 가동하기 전에 상순계를 접속을 해서 회전 방향을 미리 확인을 합니다. 또는 상역전 경보랑 차단 기능이 있는 역상 감지 계전기를 설치해도 역상이 발생했을 때, 기동을 자동으로 차단할 수가 있습니다.

Answer 5

안녕하세요.

3상 전동기는 전압 크기뿐만 아니라 상순서가 중요하며, 상순서가 바뀌면 회전자계 방향이 바뀌어 모터가 역회전할 수 있습니다. 현장에서는 상순서계를 사용해 R-S-T 등의 상순서를 확인하고 실제 설비의 회전방향도 확인합니다