3상 모터의 권선이 위상이 부족하면 왜 타버리는가?

스타 결선과 델타 결선에서는 전류가 얼마나 커질 수 있나요?

모든 모터는 실제 작동 전류가 정격 전류를 초과하지 않는 한 비교적 안전합니다. 하지만 전류가 정격 전류를 초과하면 모터 권선이 소손될 위험이 있습니다. 3상 모터의 고장 중 결상은 비교적 전형적인 고장 유형입니다. 그러나 모터 작동 보호 장치의 등장으로 이러한 문제는 더 이상 발생하지 않게 되었습니다.

그러나 3상 모터에 결상 문제가 발생하면 권선이 매우 짧은 시간 내에 정기적으로 소손되는 고장 현상이 나타납니다. 결선 방식에 따라 권선 소손의 발생 규칙이 다릅니다. 델타 결선 모터 권선의 경우, 결상 문제가 발생하면 한 상 권선이 소손되고 다른 두 상은 비교적 온전합니다. 스타 결선 권선의 경우, 2상 권선이 소손되고 다른 상은 기본적으로 온전합니다.

권선이 타버리는 근본적인 이유는 권선에 흐르는 전류가 정격 전류를 초과하기 때문입니다. 하지만 이 전류가 정확히 얼마인지는 많은 네티즌들이 매우 우려하는 문제입니다. 모든 사람은 특정 계산 공식을 통해 정량적인 이해를 얻으려 합니다. 또한 이 부분에 대해 많은 전문가들이 특별 분석을 수행해 왔습니다. 하지만 다양한 계산과 분석에는 항상 전류에 큰 편차를 유발하는 측정 불가능한 요인들이 존재하며, 이는 끝없는 논쟁의 대상이 되고 있습니다.

모터가 정상적으로 기동하여 운전될 때, 3상 교류 전류는 대칭 부하가 되며, 3상 전류는 크기가 같고 정격 전류보다 작거나 같습니다. 1상이 단선되면 1상 또는 2상 전선의 전류는 0이 되고, 나머지 2상 전선의 전류는 증가합니다. 전기 운전 과정 중 발생하는 부하를 정격 부하로 간주하고, 단선 후 권선 저항과 토크의 분포 관계로부터 전류 상황을 정성적으로 분석합니다.

델타 결선 모터의 경우, 정격 전류로 정상 운전 시 각 권선군의 상전류는 모터 정격 전류(선전류)의 1/1.732배가 됩니다. 한 상이 단선되면, 즉 두 상 권선이 직렬로 연결된 후 다른 상과 병렬로 연결되는 상황이 발생합니다. 선간 전압을 단독으로 감당하는 권선의 전류는 정격 전류의 2.5배를 초과하게 되어 매우 짧은 시간 내에 이 권선이 소손됩니다. 다른 두 상 권선의 전류는 비교적 작고 일반적으로 양호한 상태를 유지합니다.

스타 결선 모터의 경우, 특정 상이 단선되면 다른 2상 권선이 전원에 직렬로 연결됩니다. 부하가 변하지 않을 때, 단선된 상의 전류는 0이 되고, 다른 2상 권선의 전류는 정격 전류의 2배 이상으로 증가하여 2상 권선이 과열되어 소손됩니다.

그러나 결상 발생 과정 전체를 분석하면 권선 종류, 권선 품질 상태, 그리고 부하의 실제 상황 등 다양한 요인들이 전류에 비교적 복잡한 변화를 초래하게 됩니다. 단순한 공식만으로 이를 계산하고 분석하는 것은 불가능합니다. 극한 상황과 이상적인 모델을 바탕으로 대략적인 분석만 가능합니다.