3상 유도전동기 기동법

3상 유도전동기의 기동법 종류 및 특징

3상 유도전동기의 기동법은 다음과 같이 분류됩니다.

1. 전전압 기동법 (Full Voltage Starting) / 직접 기동법 (Direct On-Line Starting, DOL)

• 설명: 전동기를 정격 전압에 직접 연결하여 기동하는 방법입니다. "전전압 기동법"과 "직접 기동법"은 동일한 개념을 가리킵니다.
• 특징:
  • 기동 전류: 정격 전류의 5~8배로 매우 높습니다. 이는 슬립이 크기 때문입니다.
  • 기동 토크: 정격 토크의 1.5~2.5배로 비교적 강력합니다.
  • 장점:
    • 설비가 단순하고 비용이 저렴합니다.
    • 기동 시간이 짧습니다.
  • 단점:
    • 높은 기동 전류로 전력 시스템에 부담을 줍니다.
    • 전압 강하로 인해 다른 장치에 영향을 줄 수 있습니다.
  • 적용: 소형 전동기(5kW 이하)나 전력 공급이 안정적인 환경.

2. 스타-델타 기동법 (Star-Delta Starting)

• 설명: 기동 시 스타(Y) 결선으로 전압을 낮추고, 이후 델타(Δ) 결선으로 전환합니다.
• 특징:
  • 기동 전류: 스타 결선 시 전압이 ( \frac{1}{\sqrt{3}} )배로 줄어 기동 전류가 정격의 1.5~3배 수준.
  • 기동 토크: 토크가 정격의 0.3~0.5배로 낮음.
  • 장점: 전류 감소로 전력 시스템 부담 완화.
  • 단점: 낮은 토크, 전환 시 서지 발생 가능.
  • 적용: 중형 전동기(5~50kW), 저토크 부하(팬, 펌프).

3. 1차 저항 기동법 (Primary Resistance Starting)

• 설명: 고정자에 저항을 직렬로 삽입하여 전압을 낮추고, 속도 증가 시 저항 제거.
• 특징:
  • 기동 전류: 정격 전류의 2~4배로 감소.
  • 기동 토크: 저항 크기에 따라 조절 가능.
  • 장점: 전류 제한 가능.
  • 단점: 저항 열 손실, 기동 시간 증가.
  • 적용: 중대형 전동기, 전류 제한 필요 시.

4. 오토 트랜스 기동법 (Autotransformer Starting)

• 설명: 오토 트랜스포머로 전압을 낮춰 기동 후 정격 전압으로 전환.
• 특징:
  • 기동 전류: 정격의 1.5~3배.
  • 기동 토크: 정격의 0.5~0.8배.
  • 장점: 전류와 토크 조절 유연.
  • 단점: 비용 및 공간 증가.
  • 적용: 대형 전동기(50kW 이상), 고토크 부하.

5. 2차 저항 기동법 (Secondary Resistance Starting)

• 설명: 권선형 회전자에 저항을 삽입하여 기동, 속도 증가 시 저항 감소.
• 특징:
  • 기동 전류: 정격 수준 유지 가능.
  • 기동 토크: 정격의 1~2배로 높음.
  • 장점: 높은 토크, 낮은 전류 동시 구현.
  • 단점: 비용 높고 유지보수 복잡.
  • 적용: 크레인, 호이스트 등 고토크 부하.

6. 소프트 스타터 기동법 (Soft Starter)

• 설명: 전자식 장치(SCR)를 이용해 전압을 점진적으로 증가.
• 특징:
  • 기동 전류: 정격의 2~3배.
  • 기동 토크: 부드럽게 증가, 조절 가능.
  • 장점: 부드러운 기동, 충격 감소.
  • 단점: 전자 장치 비용 추가.
  • 적용: 펌프, 컨베이어 등.

7. 인버터 기동법 (Variable Frequency Drive, VFD Starting)

• 설명: 인버터로 주파수와 전압을 가변 제어.
• 특징:
  • 기동 전류: 정격 이하 유지 가능.
  • 기동 토크: 높고 조절 가능.
  • 장점: 정밀 제어, 고효율.
  • 단점: 고비용, 설정 복잡.
  • 적용: CNC, HVAC 등 정밀 시스템.

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확인 및 보완

• 전전압 기동법: 이전 답변에서 "직접 기동법"으로 설명되었으나, "전전압 기동법"이라는 용어를 명시적으로 추가하여 혼동을 방지했습니다. 두 용어는 동일한 기동법(DOL)을 지칭하며, 한국어 전기공학 문헌에서 "전전압 기동"으로도 불립니다.
• 기타 기동법: 위 목록은 3상 유도전동기의 주요 기동법을 모두 포함하며, 추가로 누락된 표준 기동법은 없습니다.

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종합 정리

기동법	기동 전류	기동 토크	주요 장점	주요 단점	적용 예시
전전압(직접)	5~8배	1.5~2.5배	간단, 저렴	높은 전류, 전압 강하	소형 펌프, 팬
스타-델타	1.5~3배	0.3~0.5배	전류 감소	낮은 토크, 전환 서지	중형 팬, 펌프
1차 저항	2~4배	조절 가능	전류 제한	열 손실, 기동 시간 길어짐	중대형 부하
오토 트랜스	1.5~3배	0.5~0.8배	유연한 조절	비용 및 공간 증가	대형 펌프, 압축기
2차 저항	정격 수준	1~2배	높은 토크, 낮은 전류	비용 높음, 복잡	크레인, 호이스트
소프트 스타터	2~3배	조절 가능	부드러운 기동	전자 장치 비용	컨베이어, 펌프
인버터(VFD)	정격 이하	높음	정밀 제어, 효율성	고비용, 설정 복잡	CNC, HVAC