인버터 운전 중 저주파 영역에서 전동기의 발열이 커지는 이유는 무엇인가요?

Question

인버터로 전동기의 속도를 낮추어 운전하면 전력 소비를 줄일 수 있지만, 저주파 영역에서는 전동기 냉각 성능이 떨어질 수 있습니다. 특히 자체 냉각팬을 사용하는 전동기는 회전 속도가 낮아질수록 냉각 공기량도 감소합니다. 저속 운전에서 발열이 증가하는 원인은 무엇이며, 장시간 운전 시 어떤 대책을 고려해야 하나요?

Answer 1

안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.

인버터로 전동기를 저속 운전하면 회전 속도가 낮아지면서 자체 냉각팬의 풍량도 감소하게 됩니다. 이로 인해서 전동기 내부에서 발생하는 열을 충분히 방출하지 못해 온도가 상승할 수 있습니다. 회전 속도가 낮아지게 되면 냉각팬의 풍량이 줄어들어 냉각 성능이 떨어지게 됩니다. 부하가 큰 상태로 저속 운전하게 되면 권선에 흐르는 전류로 인해서 발열이 계속 발생하게 됩니다. 인버터의 고주파 스위칭으로 발생하는 고조파 성분도 추가적인 발열의 원인이 될 수도 있으며 장시간 저속 운전이 필요한 경우 별도 냉각팬을 설치하는 방법도 고려해 보셔야 합니다.

Answer 2

안녕하세요. 박현민 전기기능사입니다.

일반적인 전동기는 축에 연결된 냉각팬이 회전하면서 냉각하므로 저속 운전 시 냉각 효과가 감소합니다. 부하 토크가 큰 상태로 낮은 주파수에서 장시간 운전하면 권선 온도가 과도하게 상승할 수 있습니다. 인버터의 출력전류와 전동기 온도, 운전 주파수 및 부하율을 확인해야 합니다. 저속 운전이 길다면 별도 강제 냉각팬을 설치하거나 전동기와 인버터의 운전 조건을 검토해야 합니다.