모터를 자주 기동하고 정지하면 수명이 짧아질 수 있나요?

Question

공장 설비를 보면 어떤 모터는 하루 종일 계속 운전하고, 어떤 모터는 몇 분마다 계속 켜졌다 꺼졌다를 반복하는 경우가 있습니다. 운전시간은 짧은데도 자주 기동하는 모터가 더 빨리 고장 난다는 이야기를 들었습니다. 기동과 정지를 반복하는 것이 왜 모터 수명에 영향을 주는지 궁금합니다. 실제 현장에서는 이런 설비를 어떻게 관리하는지도 알고 싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.

같은 운전시간 이라고 하더라도 기동, 정지를 얼마나 반복하는지에 따라서 모터의 수명이 달라질 수 있습니다. 기동방식, 부하, 모터의 종류, 기동 간격 등에 따라서 그 영향이 달라질 수는 있습니다. 모터는 기동 시에 순간적으로 정격전류보다 몇 배 큰 기동전류가 흐르게 되는데 반복적으로 기동을 할수록 열적인 스트레스가 누적이 될 수 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

모터를 실제로 자주 켰다가 끄고 반복하면은 기동할 때 발생하는 정격의 8배나 달하는 기동 전류로 인해서 권선이 과열이 될 수가 있습니다. 또한 급격한 토그 발생에 따라서 기계적인 충격은 계속 가해지게 되어서 수명이 급격하게 단축될 수가 있죠. 기동 전류는 권선에 절연체를 빠르게 열화시킵니다. 그리고 자주 반복되는 기동과 정지는 물리적인 진동과 충격이 베어링과 축과 커플링에 계속해서 가해지게 되는 거죠.

그래서 현장에서는 이러한 열화와 고장을 막기 위해서 시간당 기동 횟수를 제한하는 방법을 쓰기도 합니다. 또한 인버터나 소프트 스타터를 도입해서 제어하죠. 인버터를 통해 가속과 감속 시간을 길게 설정하면은 기동 전류를 억제할 수도 있고, 모터 권선의 온도 센서나 과열 보호 열동기 계정기를 설치해서 정기적으로 발열 상태를 모니터링하는 방식을 사용하기도 합니다.

Answer 3

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.

네, 모터는 총 운전시간이 짧더라도 기동,정지를 자주 반복하면 수명이 짧아질수있습니다.

가장 큰 이유는 기동할 때입니다. 전동기는 정지 상태에서 회전을 시작할 때 정격전류보다 훨씬 큰 기동전류가 흐르기 때문에 권선에 열 스트레스가 크게 걸립니다. 이런 기동이 짧은 시간 안에 반복되면 모터가 충분히 식기 전에 다시 열이 쌓여 권선 절연이 빨리 열화될 수 있습니다

기계적으로도 부담이 있습니다. 기동할 때마다 축, 커플링, 감속기, 벨트 등에 순간적인 토크가 걸리고, 정지할 때도 충격이 발생합니다. 그래서 베어링, 커플링, 접촉기 접점 같은 부품의 마모도 빨라질 수 있습니다.

특히 완전히 식지 않은 상태에서 재기동을 반복하는 것이 좋지 않습니다. 모터 제조사에서는 용량과 운전방식에 따라 시간당 허용 기동 횟수나 운전 듀티를 정해두는 경우가 있습니다.

현장에서는 이런 설비에 대해 기동 횟수와 운전주기를 확인하고, 과부하계전기나 온도보호장치를 적절히 설정합니다. 필요하면 인버터나 소프트스타터를 사용해 기동 충격과 전류를 줄이기도 합니다.

쉽게 말하면 모터 입장에서는 오래 일정하게 도는 것보다 짧은 시간에 계속 출발과 정지를 반복하는 것이 더 힘든 경우가 많다고 보면 됩니다.