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3상 220V 모터 가이드: 배선, 델타 대 스타 및 VFD 선택

두 개의 5.5kW 모터가 동일한 테스트 벤치에 나란히 놓여 있습니다. 하나의 명판에는 380V, Y 연결이 표시되어 있습니다. 다른 하나는 220V, 델타 연결을 읽습니다. 대부분의 경우 동일한 기계입니다. 동일한 고정자 적층, 동일한 로터, 동일한 샤프트입니다.

이것이 검색 뒤에 숨은 짧은 대답입니다. 3상 220V 모터는 일반적으로 220V 3상 라인에 델타 방식으로 다시 연결된 표준 저전압 ​​유도 모터입니다. 별도의 제품군이 아니며, 이색적이지 않습니다. 두 명판 사이에서 변경되는 사항은 6개의 권선 끝이 연결되는 방식, 케이블과 접촉기가 전달해야 하는 선전류의 양, 단상 220~240V만 사용할 수 있는 곳에서는 애초에 3상 공급 장치가 생성되는 방식입니다.

"3상 220V"가 실제로 설명하는 것

3상 시스템에서 220V는 라인 대 라인 그림: 3상 도체 중 두 개 사이의 전위. 220V 3상 네트워크에서 상-중성 전압은 약 127V이므로 해당 네트워크의 가정용 소켓 정격은 230V가 아닌 110~127V입니다.

두 가지 저전압 제품군이 전 세계적으로 지배적입니다.

  • 200~240V 3상. 미국 일부 지역, 일본 및 일부 60Hz 시장에서 일반적입니다. 이 제품군에서 "220V 3상 모터"는 일반 카탈로그 품목입니다.
  • 380~415V 3상. 50Hz 공급에 대한 유럽, 중국, 중동 및 아시아 대부분의 표준입니다.

권선 자체는 어떤 네트워크에 연결되어 있는지 상관하지 않으며 각 위상 코일의 전압만 중요합니다. 이것이 제조업체가 이중 정격 권선을 구축하고 두 가지 전류 수치로 220/380V, 230/400V 또는 240/415V 플레이트를 스탬프하는 이유입니다. 델타는 저전압을, 스타는 고전압을 담당합니다.

고정자 바깥쪽에서 구조를 설명하고 싶다면, 3상 비동기 모터의 제작 방법과 회전 이유 와인딩 레이아웃, 회전 필드 및 슬립을 더 자세히 다룹니다.

표 1: 델타 및 스타 연결의 동일한 이중 정격 모터. 상 전압, 자속, 토크 및 상 전류는 동일하며 선간 전압과 선전류만 변경됩니다.
매개변수 델타(저전압) 스타(고전압)
터미널 링크 U1–W2, V1–U2, W1–V2 W2, U2 및 V2가 합류했습니다. U1, V1, W1에 공급
정격선전압 220V 380V
각 위상 코일의 전압 220V 220V
라인 전류 약 1.73 × 상전류 위상 전류와 동일
정격 토크 및 속도 동일 동일
케이블, 접촉기, 과부하 설정 더 높은 델타 전류에 맞춰 크기 조정됨 더 낮은 별 전류에 따라 크기 조정됨

무엇이든 연결하기 전에 명판 읽기

한 판에 있는 두 개의 현재 값은 잘못 인쇄된 것이 아닙니다. 일반적인 효율과 역률을 갖춘 4kW, 4극, 50Hz 모터는 220V에서 델타 단위로 라인당 약 14.5A, 380V에서 스타 단위로 대략 8.4A를 소모합니다. 비율은 약 1.73(3의 제곱근)입니다.

모터의 모든 다운스트림을 선택해야 합니다. 더 높은 모터가 220V에서 작동할 때의 숫자:

  1. 케이블 단면적 및 절연 등급.
  2. 접촉기 및 회로 차단기 등급.
  3. 스타 전류가 아닌 델타 전류여야 하는 열 과부하 계전기 설정입니다.
  4. 단자대, 케이블 글랜드 및 인클로저 입구 크기.

220/380V 모터의 가장 일반적인 필드 오류는 추가 토크를 얻기 위해 380V 라인의 스타에서 델타로 다시 연결하는 것입니다. 이는 각 위상 코일의 전압을 1.73배 증가시킵니다. 철이 포화되고 전류가 가파르게 상승하며 권선은 몇 분 안에 과열됩니다.

동일한 380V 라인의 스타 대 델타(단위당, 스타 = 1.0)

스타, 380V 라인 델타, 같은 라인 위상 코일 전압 1.00 1.73 위상 코일 전류 1.00 1.73 시동 토크 1.00 3.00 0 1 2 3

단상 220V에서 220V 3상 모터 구동

이는 대부분의 구매자가 실제로 직면하는 상황입니다. 작업장에는 220~240V 단상이 있고 모터는 3상이며 두 개가 만나야 합니다. 세 가지 접근 방식이 있으며 그 중 하나만 일상적입니다.

가변 주파수 드라이브 - 표준 답변

단상 입력 드라이브는 주전원을 정류하고 에너지를 DC 버스에 저장하며 조정 가능한 전압 및 주파수로 3상 출력을 다시 생성합니다. 모터는 델타 연결 상태를 유지하므로 각 코일의 정격은 220V입니다. 드라이브는 220V 3상에서 모터의 최대 부하 전류에 대한 정격을 가져야 하며, 단상 입력은 AC 측 전류의 대략 1.7~2배를 전달하므로 입력 배선, 차단기 및 필터링의 크기는 그에 맞게 조정되어야 합니다.

두 가지 실질적인 제약이 중요합니다. 드라이브와 모터 사이의 케이블을 짧게 유지하십시오. 많은 제조업체에서는 dv/dt 필터 또는 출력 리액터가 필요하기 전에 종종 20~50m 범위로 제한을 지정합니다. 그리고 특히 긴 케이블이 연결되거나 빠른 전환이 필요한 경우 모터 절연 및 베어링 배열이 인버터 성능에 적합한지 확인하십시오.

정적 또는 회전식 위상 변환기

240V 단상이 표준인 북미에서는 공통입니다. 이는 결코 완벽하게 균형을 이루지 못하는 세 번째 다리를 생성하므로 모터 정격을 낮추고 컨버터의 크기를 모터 정격에 비해 크게 설정해야 합니다.

커패시터(Steinmetz) 연결

3개 단자 중 2개 단자 사이의 실행 커패시터는 경부하 모터를 시동하지만 사용 가능한 토크는 명판보다 훨씬 낮게 유지되어 시동이 불안정하고 효율이 떨어집니다. 프로덕션 솔루션이 아닌 임시 수정으로 처리하십시오.

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사용 가능한 토크 대 출력 주파수, 220V 드라이브의 220V 모터

100% 50% 0 일정한 토크(V/f 유지) 약화계자(일정 전력) 0 30 50 60 90 출력 주파수(Hz)

220V에서 모터, 케이블 및 보호 크기 조정

모터가 델타 연결 표준 기계로 이해되면 세 가지 크기 결정이 직접적으로 따릅니다.

전력이 아닌 전류가 자재 명세서를 좌우합니다.

220V의 7.5kW 모터는 라인당 약 26A를 소비합니다. 380V에서 동일한 출력은 대략 15A를 소모합니다. 접촉기, 케이블, 글랜드 및 과부하 계전기는 모두 220V 수치에 맞춰 구입됩니다. 220V 3상 장비를 처음 구입하는 구매자를 가장 자주 놀라게 하는 품목입니다.

시작 방법이 제한되어 있습니다.

이미 220V의 델타에서 작동 중인 모터는 스타-델타 시동을 사용할 수 없습니다. 스타에 다시 연결하면 위상 코일 전압이 127V로 떨어지고 시동 토크가 약 1/3로 줄어들기 때문입니다. 220V에서 시작하는 직기동 전류는 정격 전류의 6~8배를 끌어오는데, 이는 공급이 약한 경우 주변 장비에 영향을 미치는 전압 강하로 나타납니다. 소프트스타터나 VFD가 실용적인 해답입니다.

220V에서는 효율 등급이 더 중요합니다.

IEC 60034-30-1은 라인 모터를 IE1에서 IE4까지 분류합니다. 등급을 올리면 모터 내부의 손실이 줄어들고, 동일한 출력에 대해 라인 전류가 220V에서 380V보다 1.73배 더 높기 때문에 케이블 손실은 해당 전류의 제곱에 따라 확장됩니다. EU에서는 2019/1781 규정에 따라 2021년 7월 이후 대부분의 새로운 0.75~1000kW 모터에 대해 최소 사양으로 IE3이 요구되었으며, 연속 사용을 위해 IE4가 점점 더 지정되고 있습니다.

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  • 과부하 릴레이를 플레이트의 델타 전류로 설정하고 스타 전류로 설정하지 마십시오.
  • 주파수 확인: 60Hz 공급의 50Hz 모터는 약 20% 더 빠르게 작동하고 약 20% 더 많은 전압을 보여야 합니다. 그렇지 않으면 토크가 떨어집니다.
  • 주변 및 고도 감소를 확인하십시오. 표준 등급은 일반적으로 주변 온도가 40°C이고 최대 1000m라고 가정합니다.
  • 실외 또는 세척 작업의 경우 IP55가 일반적인 기준입니다. 단자함 개스킷과 배수 플러그를 점검하십시오.

220V 3상 모터가 사용되는 곳과 작동하지 않는 곳

220V 3상에서 일반적인 임무는 작지만 연속적입니다: 순환 펌프 및 팬 코일, 벤치 및 공작 기계 드라이브, 소형 컨베이어, 직물 및 인쇄 라인, 작업장 압축기 및 휴대용 탈수 펌프. 이것이 바로 펌프 및 HVAC 듀티 프로필 220V 3상 모터는 일반적으로 적당한 시작 토크 요구로 원심 펌프나 팬을 구동합니다.

환경으로 인해 위험이 가중되는 경우 전압보다 모터 제품군의 선택이 더 중요합니다. 먼지, 용제 증기, 곡물 먼지 또는 연료 증기는 위험 지역 장비에 대한 IEC 60079가 적용되는 방폭 범위로 사양을 이동시킵니다. 단자, 화염 경로 및 명판 표시는 모두 표준 기계와 다릅니다.

제동 및 속도 변경 임무는 동일한 논리를 따릅니다. 부하를 유지하거나 컨베이어를 정지시키는 브레이크 모터, 2단계 프로세스를 위한 2단 속도 모터 또는 빠른 위치 결정을 위한 결합된 가변 주파수 브레이크 모터는 각각 범용 모터가 할 수 없는 문제를 해결합니다.

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그림 1: 3상 유도 전동기와 터미널 박스의 등각도

터미널 박스 냉각 핀 샤프트 팬 카울 장착 베이스

자주 묻는 질문

Q1. 380V 3상 모터가 220V 3상에서 작동할 수 있습니까?

명판에 220/380V와 같은 이중 정격이 표시된 경우에만 해당됩니다. 권선을 델타로 다시 연결하면 모터는 220V에서 전체 정격 토크와 전력을 발생시키며 선전류는 1.73배 증가합니다.

Q2. 3상 220V 모터와 단상 220V 모터의 차이점은 무엇입니까?

단상 220V 모터는 2선 공급 장치에서 직접 작동하며 커패시터 또는 음영 극이 필요합니다. 3상 220V 모터에는 위상 간 220V의 3개 라인이 필요하며 시동 커패시터가 없습니다.

Q3. 3상 220V 모터를 델타로 어떻게 연결합니까?

U1을 W2에, V1을 U2에, W1을 V2에 연결한 다음 3상을 U1, V1 및 W1에 공급합니다. 터미널 박스에는 6개의 권선 끝과 2개의 링크 패턴이 표시되어 있습니다.

Q4. 단상 220V에서 3상 220V 모터를 구동하려면 어떤 크기의 VFD가 필요합니까?

드라이브의 3상 출력을 모터의 최대 부하 전류(220V)와 일치시킨 다음 드라이브가 해당 정격에서 단상 입력을 수용하는지 확인하십시오. 단상 입력 전류는 모터 전류의 약 1.7~2배입니다.

Q5. 3상 220V 모터는 얼마나 많은 전류를 소비합니까?

동일한 출력에 대해 380V에서 전류의 약 1.73배입니다. 7.5kW 모터는 220V에서 약 26A를 소비하고 380V에서 약 15A를 소비하므로 더 큰 값에 맞게 케이블과 접촉기를 선택해야 합니다.

Q6. 220V 모터 명판에서 IE3, IP55 및 S1은 무엇을 의미합니까?

IE3은 IEC 60034-30-1에 따른 효율 등급이고, IP55는 먼지와 물 분사에 대한 인클로저 보호, S1은 연속 사용을 의미합니다. 세 가지 모두 모터가 애플리케이션에 적합한지 여부에 영향을 미칩니다.


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