소프트 스타터(Soft Starter)는 무엇인가 ?

소프트스타터 기본 사항

전기 모터는 공칭 속도까지 가속하는 동안 많은 양의 전기가 필요한 경우가 많기 때문에 소프트 스타터를 사용하면 "돌입 전류"로 알려진 전류의 급증과 전기 모터의 토크를 제한하여 더 안전하고 부드럽고 점진적인 결과를 얻을 수 있습니다.

소프트 스타터는 발생할 수 있는 손상으로부터 전기 모터를 보호하는 동시에 잦은 시동/정지로 인한 발열을 줄이고 모터와 샤프트의 기계적 응력 및 전원 케이블에 전기역학적 응력을 줄여 전기 모터와 전체 시스템의 수명을 연장합니다. 

 

모터용 소프트 스타터는 큰 돌입 전류가 필요한 높은 관성 부하가 있는 산업 응용 분야에 일반적으로 사용됩니다.

소프트스타터 애플리케이션 예는 아래와 같습니다.

 

1. 집진기

내부에는 큰 팬이 있습니다. 이 애플리케이션에서는 팬을 움직이게 하는 데 약간의 시간이 걸리지만 일단 팬이 움직이면 모터의 전류 및 토크 부하가 감소합니다.

시스템에서 팬은 먼지 입자가 수집되는 필터로 공기를 끌어옵니다. 그런 다음 깨끗한 공기가 공장으로 다시 밀려납니다.

 

2. 물 공급 시스템

물 공급 응용 분야는 이러한 고체 전자 장치의 또 다른 용도입니다. 공정에서 펌프를 사용할 때는 천천히 올려야 합니다. 그렇지 않으면 급수 시스템에 압력 서지가 발생하여 위험한 상황이 발생할 수 있습니다.

3. 중하중 컨베이어 시스템

무거운 하중을 이동하는 컨베이어 시스템에도 소프트스타터를 사용하면 극대화할 수 있습니다.

소프트스타터는 제어판 내부에 위치하며 상단에서 3상 전원이 공급됩니다. 그런 다음 하단에서 모터에 3상 전원을 공급합니다.

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소프트 스타터 제어 방법

소프트스타터는 직접 시작/중지 배선으로 제어하거나 이더넷을 통해 제어할 수 있습니다. 두 제어 방법 모두 장점과 단점이 있습니다.

직접 시작/정지 신호에는 PLC가 필요하지 않습니다. 가격이 더 저렴합니다.

이더넷 제어를 사용하려면 PLC가 필요합니다. 이를 통해 피드백이 가능해 조정 가능한 제어 및 모니터링 기능이 제공됩니다.

 

소프트스타터의 내부 작동

이제 몇 가지 애플리케이션과 소프트스타터가 시스템에 연결되는 방식에 대해 설명했으므로 소프트스타터의 내부 작동 방식을 살펴보겠습니다.

아래 그림은 소프트 스타터의 주요 구성 요소는 모터에 인가되는 전압을 제한하도록 설계된 Triac입니다.

트라이악은 두 개의 연속 사이리스터 또는 SCR로 구성됩니다. 내부 펄스가 게이트에 적용되면 전류가 흐르고 모터로 전류가 전송됩니다.

램프 시간을 기준으로 펄스가 전송되므로 전류가 모터에 천천히 적용됩니다. 이렇게 하면 소프트 스타트 모터가 천천히 토크와 돌입 전류를 줄여 시작할 수 있습니다.

 

소프트 스타터 Vs. DOL(직접 온라인) 스타터

1. 곡선 비교

DOL은 Direct On Line의 약자입니다. DOL 스타터는 기본 모터 스타터를 생각해내는 가장 간단한 방법입니다.

DOL 시동기는 일반적으로 회로 차단기, 접촉기 및 보호용 과부하 계전기로 구성됩니다. 아주 기본이죠?

모터가 최대 속도에 도달하면 소프트스타터와 DOL이 동일하게 작동합니다. 차이점은 최고 속도에 도달하면서 어떻게 행동하느냐입니다.

소프트 스타터와 DOL 사이의 전압을 비교할 때 소프트 스타터가 최대 전압에 도달하는 데 더 많은 시간이 걸리는 DOL에 직접 전압 돌입이 있음을 알 수 있습니다.

전류는 소프트 스타터를 사용하여 더욱 규제됩니다. DOL을 사용하면 모터가 시동될 때 전류 스파이크가 더 커집니다.

소프트 스타터를 사용하면 모터가 속도를 높이는 데 걸리는 시간이 더 느려지고 더 잘 제어됩니다. DOL은 모터의 속도를 거의 즉시 높여줍니다.

속도가 증가함에 따라 모터에 적용되는 토크는 소프트 스타터를 사용하여 점진적인 토크 증가와 반대로 DOL을 사용할 때 더 큽니다.

 

2. 산업용 애플리케이션의 소프트스타터와 DOL 방식 비교

이제 소프트 스타터가 무엇인지, 어떻게 작동하는지 알았으니 산업 응용 분야로 돌아가 소프트 스타터가 바람직하지 않은 기계적 및 전기적 영향을 방지할 수 있는 이유에 대해 알고 있는 내용을 적용해 보겠습니다.

DOL이 이러한 용도로 사용되는 경우, 응용 분야에서는 과도한 마모를 유발하는 급격한 가속과 함께 시동 시 부하에 갑작스러운 충격이 가해질 수 있습니다.

 

아래 그림의 Air Scrubber 팬은 벨트와 풀리를 사용하는 모터로 구동됩니다. DOL을 사용하면 벨트가 미끄러지거나 마모될 수 있습니다.

 

아래 그림의 급수 장치의 예에서 DOL은 급수관에 압력 서지를 유발합니다. 이로 인해 과도한 마모가 발생하여 줄이 끊어질 수 있습니다.

 

마지막 응용 분야는 컨베이어 시스템입니다. DOL은 커플링 및 베어링과 함께 컨베이어를 구동하는 구성 요소에 부담을 줍니다.

이러한 바람직하지 않은 기계적 효과로 인해 지속적인 유지 관리, 예상치 못한 가동 중단 및 구성 요소 수명 단축이 발생할 수 있습니다.

소프트 스타터를 사용하면 피하고 싶은 전기적 효과도 있습니다. DOL로 인해 발생할 수 있는 과전류 서지는 접점과 모터를 소손시킬 수 있습니다.

 

결론적으로 산업용 애플리케이션에 큰 전류 유입이 필요한 높은 관성 부하가 있는 경우 소프트 스타터는 시스템 제어를 위한 이상적인 옵션입니다.