산업용 응용 분야에서 3상 권선형 회전자 모터를 사용할 때의 주요 이점은 무엇입니까?

가변 주파수 드라이브(VFD)가 지배하는 시대에 다음을 고려할 수 있습니다. 삼상 권선형 회전자 모터 레거시 기술. 그러나 대규모 가공 공장, 광산 또는 대규모 자재 취급 시설에 들어가면 가장 까다로운 작업을 안정적으로 수행하는 이러한 일꾼을 발견할 수 있습니다. 문제는 노후화에 관한 것이 아니라 전문화에 관한 것입니다. 특정 고토크, 고관성 응용 분야의 경우 권선형 회전자 모터는 현대 대안이 종종 따라잡기 힘든 성능, 견고성 및 비용 효율성의 조합을 제공합니다. 이 기사에서는 기본 사항을 넘어서서 엔지니어 수준의 분석을 제공하여 주요 이점을 제공합니다. 3상 권선형 회전자 모터 제어된 시동부터 실제 유지 관리까지 산업 응용 분야에 없어서는 안 될 요소입니다.

기본 원리: 외부 로터 제어의 힘

회전자 회로가 영구적으로 단락된 농형 모터와 달리 상처 로터 모터 3상 회전자 권선은 슬립 링과 브러시를 통해 고정자로 연결됩니다. 이 아키텍처를 사용하면 외부 저항기나 전자 제어 장치를 회전자 회로에 연결할 수 있습니다. 이 단순하면서도 심오한 차이를 통해 모터의 토크-속도 특성을 직접 조작할 수 있습니다. 시동 시 외부 회전자 저항을 증가시키면 회전자의 유효 임피던스가 상승하여 돌입 전류를 제한하는 동시에 0 속도에서 바로 사용 가능한 토크를 최대화합니다. 이는 모터 설계에 내재된 기능입니다.

핵심 장점 1: 무거운 하중에 대한 탁월한 시동 성능

이것이 바로 권선형 회전자 모터가 탁월한 성능을 발휘하는 부분입니다. 낮은 시동 전류로 높은 시동 토크를 제공하는 능력은 두 가지 중요한 산업 문제, 즉 구동 장비의 기계적 스트레스와 전원 공급 장치의 전기적 스트레스를 해결합니다.

높은 관성 극복: 분쇄기 및 분쇄기를 위한 이상적인 선택

비교할 때 3상 권선형 회전자 모터와 분쇄기 적용을 위한 농형 , 권선 로터의 우월성은 분명합니다. 분쇄기, 볼밀 및 대형 팬은 엄청난 회전 관성을 나타냅니다. 전체 라인에서 시작하는 표준 농형 모터는 최대 부하 전류의 600~800%를 끌어오면서 정격 토크의 150~200%만 제공하므로 심각한 그리드 딥과 장기간의 스트레스가 많은 가속이 발생합니다. 적절한 크기의 외부 저항기를 갖춘 권선형 회전자 모터는 최대 부하 토크의 200~250%를 제공하는 동시에 전류의 150~200%만 끌어올 수 있습니다. 그 결과 고관성 부하가 원활하고 제어되며 더 빠르게 가속되어 기어, 커플링 및 구동 기계 자체의 마모가 최소화됩니다.

모션의 정밀성: 호이스트를 위한 안전이 중요한 솔루션

의 질문 호이스트 응용 분야에 권선형 회전자 모터를 사용하는 이유 통제와 안전에 중점을 둡니다. 호이스트와 크레인에는 부하를 들어 올리기 위해 높은 시동 토크가 필요할 뿐만 아니라, 더 중요한 것은 부하 흔들림을 방지하기 위해 가속 및 감속 중에 정밀한 제어가 필요합니다. 권선형 회전자 모터의 계단형 저항 제어를 통해 운전자는 가속을 통해 원활하게 진행할 수 있으며, 결정적으로 하강 중 전기 제동을 제어하기 위해 저항기를 사용할 수 있습니다. 이는 안전성을 강화하고, 기계적 충격을 줄이며, 기본 농형 모터 설정으로는 안정적으로 달성하기 어려운 정밀한 로드 스팟팅을 허용하는 고유한 "소프트 스타트" 및 "소프트 스톱" 기능을 제공합니다.

핵심 장점 2: 강력하고 경제적인 속도 제어

제한된 속도 변화가 필요한 응용 분야의 경우 권선형 회전자 모터는 매우 견고한 솔루션을 제공합니다. 이해 3상 권선형 회전자 모터의 속도를 제어하는 방법 간단합니다. 회전자 회로의 저항을 변경하면 모터의 슬립과 속도가 변경됩니다. 저항이 클수록 미끄러짐이 높아지고 작동 속도가 낮아집니다. 이 방법은 특히 섬세한 전자 장치가 고장날 수 있는 열악한 환경에서 간단하고 비용 효율적이며 강력한 속도 제어 수단을 제공합니다.

• 기존의 계단식 저항기: 부피가 크지만 매우 견고한 저항기 뱅크는 접촉기를 통해 전환됩니다. 더럽고 더운 환경에 이상적입니다.
• 액체 가변저항기: 매우 높은 출력의 슬립링 모터에 자주 사용되는 전해질 수준이나 플레이트 침수를 변경하여 보다 부드러운 가속을 제공합니다.
• 솔리드 스테이트 로터 컨트롤러: PWM 제어를 통해 유효 저항을 변경하는 최신 전자 초퍼는 계단형 저항기보다 더 나은 효율성과 미세한 제어를 제공합니다.

속도 제어 옵션을 평가할 때 엔지니어가 고려해야 할 주요 사항은 총 소유 비용과 환경 적합성입니다. 아래 표는 일반적인 고출력, 제한된 속도 범위 애플리케이션을 위한 유비쿼터스 VFD 구동 농형 모터와 권선형 로터 솔루션을 대조합니다.

핵심 장점 3: 고유한 그리드 및 장비 보호

가장 직접적인 전기적 이점은 다음과 같습니다. 권선형 회전자 모터가 돌입 전류를 줄이는 방법 . 설계상 시동 전류는 일반적으로 DOL 농형 모터의 경우 600~800%인 것과 비교하여 FLC의 150~200%로 유지됩니다. 이는 다음과 같은 중요한 상업적 의미를 갖습니다.

• 그리드 영향 감소: 동일한 공급 장치에서 다른 민감한 장비를 방해할 수 있는 전압 강하를 방지합니다.
• 인프라 비용 절감: 더 작은 변압기와 케이블을 사용할 수 있어 초기 자본 지출이 줄어듭니다.
• 고유한 소프트 스타트: 제어된 토크 상승은 갑작스러운 기계적 충격으로부터 구동 장비를 보호하여 기어박스, 컨베이어 및 커플링의 수명을 연장합니다.

업계 상황: VFD 세계에서 진화하는 틈새 시장

VFD 채택이 계속 증가하는 동안 권선형 로터 모터는 정지 상태로 유지되지 않았습니다. 지속적인 수요와 기술 업데이트로 틈새 시장이 강화되고 있습니다. 중공업에 초점을 맞춘 2024년 전기 기술 시장 분석에 따르면, 그리드 인프라가 불안정한 신흥 시장에서 높은 토크 시동 솔루션에 대한 수요는 연간 3~5% 꾸준히 성장했으며, 솔리드 스테이트 로터 컨트롤러를 갖춘 현대화된 권선형 로터 시스템이 상당한 점유율을 차지하고 있습니다. 또한, 주로 농형 모터를 대상으로 하는 모터 효율 등급에 대한 IEC 60034-30-1 표준의 최신 2023 개정판은 정상 상태 작동 중 슬립 손실을 최소화하기 위한 외부 저항기의 향상된 제어 방식을 포함하여 권선형 회전자 애플리케이션의 전체 구동 시스템 효율성을 최적화하는 개발에 박차를 가하고 있습니다.

출처: IEC - 국제 전기 기술 표준 및 산업 시장 분석 보고서

장기적인 안정성 보장: 유지 관리 모범 사례

권선형 회전자 모터의 성능 이점은 적절한 유지 관리에 달려 있습니다. 체계적인 유지관리 프로그램이 필수적입니다.

사전 예방적 치료: 권선형 회전자 유도 전동기용 슬립 링 유지 관리 안내서

슬립 링과 브러시 어셈블리는 시스템의 주요 마모 구성 요소입니다. 모범 사례는 다음과 같습니다.

• 정기 검사 및 청소: 먼지가 쌓였는지 확인하고(전도성 탄소 먼지는 특히 유해함) 필라멘트가 아닌 천과 적절한 세척제로 청소하십시오.
• 브러시 마모 및 압력: 정기적으로 브러시 길이를 측정하고 제조업체의 사양에 따라 교체하십시오. 양호한 접촉을 유지하고 스파크를 최소화하려면 스프링 압력이 균일하고 정확한지 확인하십시오.
• 슬립 링 표면 상태: 그루빙, 구멍 또는 고르지 않은 마모를 모니터링합니다. 고운 연마지를 사용하여 가볍게 유지 관리하는 것으로 충분할 수 있습니다. 심각한 경우에는 전문적인 재가공이 필요합니다.
• 스파크 관찰: 브러시의 뒤쪽 가장자리에서 약간의 스파크가 발생하는 것은 정상적인 현상입니다. 과도한 스파크(IEC/GB 표준 초과)는 압력, 링 표면 또는 브러시 등급에 문제가 있음을 나타냅니다.

실용적인 3상 권선 회전자 모터의 일반적인 문제 해결

일반적인 문제에 대한 빠른 참조 가이드:

• 과도한 브러시 스파크/마모: 브러시 압력, 등급, 슬립 링 표면 상태를 확인하십시오. 링이 깨끗하고 동심인지 확인하십시오.
• 모터가 느리게 작동/과열됨: 외부 저항 회로에 결함이 있을 수 있습니다(연결 개방, 접촉기 고장, 단계 중단). 저항 뱅크와 제어 순서를 확인하세요.
• 고르지 못한 위상 전류: 하나의 회전자 위상(리드 파손, 심하게 마모된 브러시)의 개방 회로 또는 외부 저항기의 불균형을 나타낼 수 있습니다.
• 진동/소음: 마모된 베어링(모든 모터에 공통)을 확인하고 브러시 드래그가 고르지 않거나 슬립 링 어셈블리에 기계적 문제가 있는지도 검사합니다.

FAQ: 3상 권선형 로터 모터

1. 권선형 회전자 모터는 VFD 구동 모터보다 효율성이 낮습니까?

로터가 단락된 상태에서 최고 속도로 작동할 때 효율은 유사한 등급의 농형 모터와 비슷합니다. 저항을 통해 속도를 줄이는 동안 슬립 손실이 저항기에서 소산되므로 효율이 떨어집니다. 최신 VFD는 넓은 속도 범위에서 더 효율적일 수 있습니다. 그러나 고정 속도 또는 제한된 범위 응용 분야의 경우 전체 시스템 효율 차이는 무시할 수 있으며, 권선 로터 시스템의 초기 비용이 낮고 견고성이 높아 총 소유 비용이 더 높아질 수 있습니다.

2. 브러시 유지관리가 큰 단점인가요?

이는 고려 사항이지 반드시 단점은 아닙니다. 브러시 및 슬립 링 유지 관리는 예측 가능하고 예약된 작업입니다. 열악한 환경에서는 민감한 VFD 전자 장치의 고장보다 이러한 기계적 유지 관리가 더 선호되는 경우가 많습니다. 최신 브러시 소재 및 디자인은 서비스 간격을 상당히 연장했으며, 연속 작동 시 12~18개월을 초과하는 경우도 있습니다.

3. 권선형 회전자 모터를 VFD와 함께 사용할 수 있습니까?

예, "이중 공급" 시스템이라는 구성이지만 복잡하고 흔하지 않습니다. 보다 실질적으로 VFD는 권선형 회전자 모터(회전자가 단락된 상태)의 고정자 측에서 사용할 수 있지만 이는 시동 이점을 무효화하고 표준 농형 모터를 사용하는 것에 비해 비용 효율적이지 않습니다.

4. 오늘 하나를 선택하는 주된 이유는 무엇입니까?

주요 결정 요인은 다음과 같습니다. 1) 제한된 돌입 전류로 매우 높은 시동 토크 요구 사항(분쇄기, 압축기의 경우), 2) 열악한 환경(더러움, 습함, 고온)에서 간단하고 견고한 속도 제어 필요, 3) 안전 또는 프로세스상의 이유로 제어된 가속/감속이 중요한 응용 분야(호이스트, 대형 컨베이어).

5. 내 신청서에 필요한지 어떻게 알 수 있나요?

상세한 구동렬 분석을 수행합니다. 주요 질문: WR이란 무엇입니까? ² 부하의 (관성 모멘트)? 필요한 이탈 및 가속 토크는 얼마입니까? 그리드 제한은 무엇입니까? 운영 환경은 무엇입니까? 분석 결과 높은 관성, 높은 시동 토크 및 그리드 제약 내에서 제어된 시동이 필요하다고 지적되면 권선형 회전자 모터가 최고의 경쟁자가 되어야 합니다.