개념 한 쪽
전기공사기사 Y-Δ 기동법 — 1/√3 전압과 1/3 전류·토크
스타 델타 기동법 세트는 기동 시 상전압이 1/√3로 줄고 기동전류가 1/3이 되는 기동법의 이름, Y-Δ 기동에서 1상 전류·전원측 기동전류·기동토크의 변화, 전전압 기동 토크가 150N·m일 때 Y-Δ 기동 토크를 묻는다. 단권변압기 기동과 기동보상기, 기계적 제동처럼 같은 세트에 섞여 나오는 기동·제동법도 구분한다.
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뜻
Y-Δ 기동은 정격 운전을 Δ결선으로 하는 3상 농형 유도전동기를 기동할 때만 Y결선으로 바꾸어 전압을 낮추는 방법이다. Y결선에서는 상전압이 선간전압의 1/√3이 되므로, 1차 각상 권선에 정격전압의 1/√3이 가해진다.
기동전류와 기동토크는 전압의 영향을 받는다. Δ결선에서는 라인 전류가 상전류의 √3배이지만 Y결선에서는 라인 전류와 상전류가 같다. 상전압이 1/√3로 줄어 상전류도 1/√3로 줄고, 여기에 라인 전류 관계가 겹쳐 전원측 기동전류는 직접 기동의 1/3이 된다. 기동토크는 전압의 제곱에 비례하므로 (1/√3)²인 1/3로 줄어든다.
전전압 Δ결선 기동에서 기동토크가 150N·m이면 Y-Δ 기동에서는 150×1/3인 50N·m가 된다. 150을 √3으로 나눈 86.6N·m는 전압 비만 적용하고 제곱을 빠뜨린 값이다.
정리하면 Y-Δ 기동은 권선 전압 1/√3, 라인 전류 1/3, 기동토크 1/3이다.
유도전동기의 기동법에는 전전압 기동, Y-Δ 기동, 기동보상기법, 단권변압기 기동, 리액터 기동 등이 있다. 단권변압기로 기동할 때는 공급 전압을 일시 낮추어 기동전류를 제한한다.
기동보상기로 전전압의 2/3를 가하면 기동토크는 전압의 제곱에 비례해 전전압 토크의 4/9가 된다. 전부하 토크의 1.8배이면 1.8×4/9인 0.8배가 된다.
기계적 제동은 마찰 브레이크로 운동 에너지를 열로 바꾸어 정지시키는 방식이다. 크레인이나 호이스트처럼 전원이 끊겨도 중량물의 낙하를 막고 축을 고정해야 하는 설비에는 스프링으로 작동하는 기계식 브레이크를 쓴다.
예제
출제 패턴은 두 가지다. ① 비율 — Y결선 기동 시 상전압은 1/√3, 라인 전류와 토크는 1/3이다. ② 토크 계산 — 전전압 기동 토크에 1/3을 곱한다. 150N·m이면 50N·m다.
③ 기동법 구분형 — 전압을 1/√3로 낮추어 전류를 1/3로 줄이는 것은 Y-Δ 기동이고, 단권변압기로 전압을 낮추는 것은 단권변압기 기동이다. ④ 기동보상기형 — 전전압의 2/3를 가하면 토크는 4/9가 되어, 전부하의 1.8배이면 0.8배가 된다.
자주 묻는 물음
- Y-Δ 기동에서 기동 시 각상 권선에 가해지는 전압은?
- 정격전압의 1/√3입니다. Y결선에서는 상전압이 선간전압의 1/√3이기 때문입니다.
- Y-Δ 기동의 라인 전류와 기동토크는 직접 기동의 몇 배인가?
- 라인 전류와 기동토크 모두 1/3입니다. 토크는 전압의 제곱에 비례합니다.
- 전전압 기동 토크가 150N·m일 때 Y-Δ 기동 토크는?
- 50N·m입니다. 150의 1/3입니다.
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