전동기의 회전자 관성모멘트가 기동시간과 전기설비 선정에 영향을 주는 이유는 무엇인가요?

Question

전동기를 선정할 때 정격출력과 정격전류뿐 아니라 구동하는 기계의 관성모멘트도 고려해야 한다고 알고 있습니다. 특히 대형 팬이나 플라이휠처럼 회전 관성이 큰 부하는 전동기가 정격속도에 도달하기까지 시간이 오래 걸릴 수 있습니다. 회전자와 부하의 관성모멘트가 기동시간에 어떤 영향을 주며, 현장에서는 어떤 설비 선정 요소를 함께 검토해야 하나요?

Answer 1

안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.

관성모멘트는 회전체의 속도를 변화시키기 어려운 정도를 나타내며, 전동기와 부하의 관성모멘트가 클수록 같은 토크로 가속하는 데 더 많은 시간이 필요합니다. 회전 운동에서 가속도는 순토크를 관성모멘트로 나눈 값에 비례하므로, 부하 관성이 크거나 기동 중 발생하는 가속 토크가 부족하면 기동시간이 길어집니다. 기동시간이 지나치게 길어지면 전동기에 기동전류가 흐르는 시간이 늘어나 권선의 발열이 커지고, 과부하계전기나 전동기 보호장치가 동작할 수 있습니다. 따라서 전동기 정격출력과 기동 토크뿐 아니라 부하의 관성모멘트, 기동 방식, 기동 횟수, 전원 전압 강하 및 보호장치의 동작 특성을 함께 검토해야 합니다. 인버터나 소프트스타터를 적용할 때도 가속시간을 무조건 길게 설정하기보다는 전동기와 부하의 특성, 허용 기동시간 및 제조사 지침에 맞춰 설정해야 합니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.

전동기의 관성 모멘트가 크면 회전속도를 높이는 데 많은 에너지가 필요하므로 기동시간이 길어질 수 있습니다. 특히 대형 팬이나 플라이휠처럼 회전 관성이 큰 부하는 기동 중 전류가 오래 흐를 수 있어 전동기와 전원설비에 부담을 주게 됩니다. 기동시간이 지나치게 길게 되면 권선 온도가 상승하고 과부하 계전기나 차단기가 동작할 수 있습니다. 따라서 전동기를 선정할 때는 전동기와 부하의 관성모멘트, 기동토크, 기동전류, 허용 기동시간을 함께 검토하는 것이 필요합니다.