인버터에서 저속 운전 시 모터 발열이 증가하는 이유는 무엇인가요?

Question

인버터를 이용하면 모터를 저속으로 자유롭게 운전할 수 있는 것으로 알고 있습니다. 그런데 저속으로 장시간 운전하면 오히려 모터 온도가 더 올라갈 수 있다고 들었습니다. 회전속도가 느리면 발열도 줄어들 것 같은데 왜 온도가 높아질 수 있는지 궁금합니다. 실제 현장에서는 어떤 방법으로 이를 예방하는지도 알고 싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.

일반 전동기는 축에 연결된 냉각팬으로 자체 냉각을 합니다. 하지만 저속에서는 냉각팬 회전수도 함꼐 감소하여 냉각 성능이 떨어질 수 있습니다. 현장에서는 강제 냉각팬을 추가 설치하거나 저속 운전 시간을 제한하고 필요하면 인버터의 토크 부스트와 온도 감시 기능을 함께 사용하여 모터를 보호합니다.

Answer 2

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

속도를 줄였는데도 열이 많이 나는 건 모터 뒤에 냉각 팬도 천천히 돌기 때문입니다. 일반 모터는 자기 축에 냉각 팬이 직접 달려 있습니다. 그래서 회전 속도가 떨어지면 팬이 바람을 일으키지 못하는 거죠. 냉각 기능이 거의 바닥으로 떨어집니다. 하지만 속도가 낮아도 모터 내부에서는 계속 전류가 흐르면서 열을 발생하고 있습니다. 그러니 식혀주는 바람은 없지만 열만 계속 쌓이니까 온도가 올라가게 되는 거죠.

현장에서는 독립된 전원 외경 팬을 달거나 인버터 전용 모터를 써서 잡고 있습니다. 축에 매달린 팬을 떼어내고 따로 전기를 먹는 외부 팬을 붙여주는 거죠. 이러면 모터가 천천히 돌거나 멈춰있어도 바람을 세게 줄 수가 있습니다. 그리고 저속 운전이 많은 설비는 인버터 전용 VVVF 모터로 교체합니다. 가변 전압 가변 주파수 모터이죠. 그리고 내열 등급이 높고 저속에서도 열을 잘 견디도록 설계되어 있습니다. 마지막으로 모터 명판에 허용 운전 주파수 범위까지 확인하시고 쓰면 가장 좋을 것 같네요.