모터 시동을 위한 스타-델타 타이머 릴레이 설정 방법: 전환 지연 시간 및 배선 기본 사항

질문: 모터 시동을 위한 스타-델타 타이머 릴레이 설정법 — 전환 지연과 배선 기본 사항은 무엇인가요?

현재까지 리레 모터가 스타 접속 상태에서 가속되는 시간을 결정하며, 이 후 시동기가 델타 접속으로 재접속합니다. 모터 용량과 시동 부하에 따라 지연 시간을 설정하고, 릴레이는 주 접촉기, 스타 접촉기, 델타 접촉기를 내장된 전환 일시정지 기능을 통해 순차적으로 제어하여 전환 시 상간 단락을 방지합니다.
1. 왜 스타-델타 시동기에 타이머 릴레이가 필요한가?
직접 온라인 시동 방식은 모터 정격 부하 전류의 6배에서 8배에 달하는 전류를 끌어들일 수 있다. 별자리 접속(스타 접속)에서는 각 권선에 인가되는 전압이 선간 전압의 약 58퍼센트에 불과하므로, 시동 시 선전류는 직접 온라인 방식 대비 약 3분의 1로 감소하며, 일반적으로 정격 부하 전류의 2배에서 2.5배 수준이다. 다만 이 방식의 단점은 토크도 약 3분의 1로 낮아진다는 점으로, 모터는 감소된 토크 상태에서도 가속할 수 있어야 한다.
•스타-델타 방식은 전력 공급사나 공장 내 전력망에서 시동 전류를 제한하는 경우, 대체로 5.5킬로와트에서 11킬로와트 이상의 모터에 널리 쓰인다.
•이 방식은 원심 펌프, 팬, 무부하 상태에서 시작하는 공작 기계 등 시동 토크 요구량이 낮은 부하에 적합하다. 반면 고토크 또는 고관성 부하는 소프트 스타터나 다른 시동 방식을 사용해야 한다.
• 전용 스타-델타 타이머 릴레이는 스타 회로를 끊고 델타 회로를 닫는 사이에 수십 밀리초 정도의 고의적 전환 대기 시간을 삽입한다. 일반 온-지연 타이머는 이 일시 정지를 보장할 수 없으므로, 컨택터 회로에는 여전히 올바른 인터록이 필요하다.

2. 모터와 부하에서 스타 구간을 선택하세요
스타 구간은 모터가 정격 속도에 근접할 만큼 충분히 길어야 하되, 감소된 토크 상태로 불필요하게 오래 작동하지 않도록 충분히 짧아야 한다. 대부분의 설치에서는 3초에서 30초 범위의 전환 지연 시간을 사용한다.
• 권장 전환 시간이 모터 또는 스타터 설명서에 명시되어 있을 경우, 이를 기준으로 시작하세요.
• 현장 경험상, 가벼운 부하에서 시작하는 소형 모터(약 7.5 kW 이하)는 일반적으로 4~8초, 펌프 및 팬을 구동하는 중형 모터는 보통 8~15초, 관성 부하가 큰 경우는 최대 20~30초까지 필요할 수 있다.
•시작할 때 모터 전류를 관찰하세요. 스타 접속 시 전류가 상승한 후, 속도가 증가함에 따라 감소합니다. 최적의 전환 시점은 전류가 하락하여 평탄해진 직후로, 이는 모터가 정상 운전 속도에 거의 도달했음을 의미합니다.
•모터가 허용 가능한 최대 지연 시간 내에 가속되지 못한다면, 부하가 스타 접속으로 제공되는 시작 토크보다 더 높은 시작 토크를 필요로 하므로, 시동 방식을 재검토해야 합니다.
•너무 일찍 전환하면 전류 급증과 전환 순간에 토크 충격이 발생하며, 너무 늦게 전환하면 모터가 낮은 토크 상태로 계속 작동하면서 과열됩니다.
•펌프 임펠러 교체나 컨베이어 개조 등 구동 부하가 변경될 때마다 설정을 다시 점검하세요.

3. 타이머 릴레이가 KM1, KM2 및 KM3를 어떻게 조정하는가
일반적인 6단자 모터에서 KM1은 전원을 권선 시작단자에 연결하고, KM3은 시작 시 세 개의 권선 종단을 서로 연결하며, KM2는 운전 시 각 권선 종단을 인접 위상의 라인 단자에 재연결합니다.
•시작 버튼을 누르면 KM1과 KM3가 동시에 닫히고, 모터는 스타 연결 상태에서 가속되며 타이머 릴레이가 시간을 측정한다.
•스타 구간 종료 시 타이머가 KM3를 열고 내부 전환 간격을 기다린 후 KM2를 닫는다. 이때 KM1은 계속 닫힌 상태로 유지되어 운전이 계속된다.
•KM2와 KM3는 절대 동시에 닫혀서는 안 된다. 동시에 닫히면 권선이 단락된 상태로 연결되어 전원 측에서 상간 단락이 발생한다. 스타-델타 전동기 시작기 도면에 표시된 기계적 및 전기적 인터록 외에도 타이머의 전환 일시정지 기능을 반드시 사용해야 한다.
•정지 명령 또는 과부하 트립 시 KM1과 KM2가 모두 해제되고 타이머가 리셋되어 다음 시작은 다시 스타 연결에서 시작된다.
•접점기 및 과부하 릴레이는 IEC 60947-4-1의 시작기 규칙과 시작기 회로도에 따라 선정해야 한다. 전선 회로에 설치된 과부하 릴레이는 모터 명판의 정격 전류(풀로드 전류)에 맞춰 설정하고, 델타 분기 회로에 설치된 과부하 릴레이는 해당 분기 전류, 일반적으로 풀로드 전류의 0.58배에 맞춰 설정한다.

4. 전환 시 발생하는 순간 전류 충격을 피하세요
스타-델타 시작 방식에서 대부분의 손상은 타이밍 또는 배선 오류로 인해 전환 순간에 발생합니다.
•델타 접촉기를 닫기 전에 반드시 스타 접촉기를 열어야 하며, KM3가 여전히 닫혀 있는 상태에서는 절대 KM2를 닫아서는 안 됩니다. 심지어 수 밀리초라도 금지됩니다. 짧은 개방 간격을 두면 기동 전류가 완전히 감쇠되어, KM2가 정지된 모터가 아닌 이미 회전 중인 모터에 닫히게 됩니다.
•타이머 출력 접점이 구동하는 접촉기 코일의 정격을 충족하는지 확인하고, 타이머 전원 공급 전압이 패널 제어 전압과 일치하는지 검증하세요.
•모터의 델타 운전 전류에 적절한 여유를 두고 상위 단락 보호 장치를 설치하되, 과부하 보호 장치는 기동 모드 양쪽 모두에서 계속 작동하도록 유지하세요.

5. 인도 전에 릴레이 설정을 확인하세요
현장에서 첫 가동 실패를 막기 위해 5분간 벤치 테스트를 실시하세요.
•다콴(DAQUAN)은 모터 제어를 위해 전용 스타-델타 릴레이와 다기능 타이머 릴레이를 제공합니다. 설정하려는 시간 범위를 충분히 포함하면서 조정 여유가 있는 제품을 선택하세요.
•릴레이에 인쇄된 기능 다이어그램을 확인하세요: 스타 출력, 델타 출력 및 전환 동작이 위에서 설명한 스타터 시퀀스와 일치해야 합니다.
•릴레이에 패널 제어 전원을 공급하고, 스탑워치로 스타 구간을 측정하여, 모든 사이클에서 스타 개방과 델타 폐쇄 사이의 간격이 나타나는지 확인하세요.
•최종 설정 값을 패널 라벨 또는 배선도에 기록하여 정비 담당자가 교체 후에도 이를 복원할 수 있도록 하세요.
특수한 부하 또는 전원 조건의 경우, 경험칙만으로 의존하지 말고, 시운전 중 실제 시동 전류를 측정하여 설정 값을 검증하세요.