모터 돌입 전류
퓨즈 및 차단기 선택을 위한 모터 돌입 전류, 시동 시 전압 강하, i²T 값을 계산합니다.
공식
작동 방식
이 계산기는 퓨즈, 회로 차단기 및 전원 공급 장치의 크기를 결정하는 모터 돌입 (로터 잠금) 전류를 결정합니다.전기 엔지니어, 패널 제작자 및 산업 전기 기술자는 이 데이터를 사용하여 보호 장치가 고장 방지 기능을 제공하면서 모터를 시동할 수 있도록 합니다.시동을 걸 때마다 크기가 작은 보호 장치가 필요하지만 크기가 큰 보호 장치로는 결함을 제거하지 못해 장비가 손상될 위험이 있습니다.
NEMA MG-1-12.35 및 IEC 60034-12에 따르면 AC 유도 모터의 경우 모터 설계 등급에 따라 최대 부하 전류 (LRC) 의 범위가 5-8배입니다.NEMA 디자인 B 모터 (가장 일반적인 산업용 유형) 는 6.0-7.0배의 LRC/FLA 비율을 지정합니다.DC 모터의 경우 돌입은 전기자 저항인 i_Inrush = V/R_A에 의해서만 제한됩니다. 이 저항은 역기전력이 발생하기 전 첫 밀리초 내에 10-20배의 작동 전류에 도달할 수 있습니다.
돌입 지속 시간은 모터와 부하 관성에 따라 달라집니다.IEEE 3002.7에 따르면 소형 언로드 모터는 50-200ms 내에 최대 속도에 도달합니다.부하가 큰 모터는 5-15초가 걸릴 수 있으며 이 기간 동안 전류는 계속 상승합니다.NEC 제430조에는 모터 분기 회로 보호에 관한 내용이 명시되어 있습니다. FLA가 175% 인 시간 지연 퓨즈 또는 FLA가 250% 인 역시간 차단기는 일시적인 돌입을 허용하면서 단락 보호 기능을 제공합니다.10A 모터에는 0.5-2초 동안 60-70A의 돌입을 견딜 수 있는 17.5A 시간 지연 퓨즈가 필요합니다.
계산 예제
7.5kW, 400V, 50Hz 3상 유도 모터의 분기 회로 보호 크기를 조정하십시오 (NEMA 설계 B).최대 부하 전류는 모터 명판당 14.2A이고 LRC 코드 문자는 G (5.6-6.3× FLA) 입니다.
1단계 — 돌입 전류 계산: 6.0배의 중급 LRC 비율 사용: i_InRush = 6.0 × 14.2 = 시작 시 최대 85.2A 피크
2단계 — 돌입 지속 시간 결정: 팬 부하 (J = 0.5 kg·m², 모터 가속 상수 15라드/s²) 최고 속도까지 걸린 시간: t = ω/α = (1450 × π/30)/15 = 10.1초 참고: 이 기간 동안 전류는 85A에서 14A로 감소하지만 최고점에서는 지속되지 않습니다.
3단계 — NEC 430.52에 따른 시간 지연 퓨즈 선택: 디자인 B 모터의 경우: 퓨즈는 FLA의 175% 이하입니다. 퓨즈 등급 = 1.75 × 14.2 = 24.9A → 25A 시간 지연 선택 (타입 D) 확인: 25A 시간 지연 퓨즈는 제조업체 곡선당 약 10초 동안 85A를 견딜 수 있습니다.
4단계 — NEC 430.22에 따른 공급 케이블 크기: 와이어 전류용량 ≥ 125% × FLA = 1.25 × 14.2 = 17.75A IEC 60364에 따라 2.5mm² 구리 (등급 21A) 를 선택하십시오.
결과: 25A 타임 딜레이 퓨즈와 2.5mm² 케이블을 사용하십시오.최대 10초 동안 지속되는 85A 돌입은 번거로운 트리핑 없이 클리어됩니다.이 보호 기능은 모터의 열 제한인 NEMA MG-1당 15초 이내에 지속되는 85A 결함 (로터 걸림) 을 제거해 줍니다.
실용적인 팁
- ✓NEMA MG-1-12.50에 따라 7.5kW 이상 모터의 경우 소프트 스타터 또는 VFD를 사용하여 시동 전류 지속 시간을 제한하십시오. 소프트 스타터는 돌입을 2-3배 FLA로 줄이고 가속 시간을 5-15초로 연장합니다.
- ✓모터 드라이버 H-브리지 100mm 내에 IEC 61000-4-11 가이드라인에 따라 1000-4700µF의 벌크 커패시턴스를 추가하여 MCU 공급 레일을 손상시키지 않고 10-20A 돌입 스파이크를 흡수합니다.
- ✓VFD 구동 모터의 경우 모터는 돌입이 0이지만 (점진적 V/f 램프) VFD 입력 정류기는 AC 주전원으로부터 5~10배의 돌입을 끌어옵니다. 모터 돌입이 아닌 VFD 돌입에 맞게 AC 차단기의 크기를 조정하십시오.
흔한 실수
- ✗모터 회로에 고속 블로우 (Type Gg) 퓨즈 사용: IEC 60269-1에 따라 0.1배 정격에서 고속 퓨즈가 2.5배 정격입니다. 85A 돌입 시 25A 고속 퓨즈가 즉시 끊어집니다. 모터 보호를 위해 항상 시간 지연 (Type Gd/Am) 을 지정하십시오.
- ✗정상 상태 전류에 대해서만 DC 공급 크기 조정: DC 모터 물리학에 따라 돌입이 V/r_a (10-20배 작동 전류) 에 도달하고 3-5배 전류 헤드룸이나 소프트 스타트 회로를 사용하지 않아도 조정되지 않은 공급은 50% 이상 감소함
- ✗배터리 시스템 전압 저하 무시: 내부 저항이 20mΩ 인 48V 배터리는 100A 돌입 시 46V로 떨어집니다. 이 4% 저하로 인해 LDO 드롭아웃이 초과되면 3.3V 로직 MCU가 리셋될 수 있습니다.
자주 묻는 질문
Shop Components
As an Amazon Associate we earn from qualifying purchases.