전기적 제동 방법

무엇인가

전기적 제동은 전동기의 전기자에 제동 토크를 전기적으로 발생시키는 방법이다.

기계식 브레이크는 마찰열로 에너지를 버리지만, 전기적 제동은 제동 세기를 회로로 조절한다.

핵심은 제동 토크가 회전 방향과 반대로 작용한다는 점이다.

세 가지 방식

전기적 제동은 에너지를 어디에서 소비하느냐에 따라 세 가지로 나뉜다.

발전제동은 전원을 분리한 뒤 회전 에너지를 저항에서 열로 소비한다.

회생제동은 발전기로 생긴 전기 에너지를 전원 측으로 되돌린다. 역상제동은 두 상을 바꿔 역토크를 만든다.

와전류 제동은 자계 속 금속 회전체에 생긴 와전류의 전자력으로 제동한다.

에너지 처리 비교

세 방식의 차이는 에너지를 어디에 버리느냐, 즉 에너지 처리 방향에 있다.

발전제동은 외부 저항에서, 역상제동은 전동기 내부와 저항에서 열로 소비한다.

회생제동은 전원 측으로 되돌려 전기적 제동 중 효율이 가장 높다.

역상제동은 급정지에 쓰이며 영속도에서 전원을 차단해야 한다.

시험에서는 제동 목적과 분류, 종류를 묻는 문항이 여러 회차에 걸쳐 반복 출제되었다.

역상제동 원리

역상제동은 전동기의 임의 두 상을 바꿔 고정자 회전 자계를 반대로 돌리는 방식이다.

회전자에는 회전 방향과 반대의 토크가 걸려 빠르게 멈춘다.

정지 직전 전원을 끊지 않으면 반대 방향으로 가속된다.

그래서 영속도 검출 계전기로 전원을 차단해야 한다.

제동 중에는 큰 전류가 흘러 과열되기 쉬우므로 짧은 시간에만 적용한다.

계산 예제

정격 7.5kW, 1750rpm, 4극, 60Hz 유도전동기를 가정한 교육용 계산 예제다.

동기속도는 120f/P로 구한다. 4극, 60Hz이면 1800rpm이고 슬립은 0.028이다.

역상제동 중에는 슬립이 2 - s, 즉 1.972가 된다.

이때 전류는 정격 전류의 5~7배 수준에 이를 수 있어 짧은 시간만 적용한다.

흔한 실수

시험 답안에서 흔히 나오는 실수는 세 가지다.

첫째, 역상제동을 속도를 일정하게 유지하는 방법으로 설명하는 것이다. 역상제동은 신속 정지용이다.

둘째, 발전제동과 회생제동의 에너지 처리 방향을 혼동하는 것이다.

셋째, 조건 없이 수치를 쓰는 것이다. 농형에서는 2차 저항 제어가 적용되지 않는다.

이 차이와 조건을 답안에 빠뜨리지 않고 적는 것이 중요하다.

정리

전기적 제동은 전동기를 발전기처럼 동작시켜 제동 토크를 얻는 방법이다.

발전제동, 회생제동, 역상제동의 차이는 에너지를 어디에서 소비하느냐에 있다.

전기적 제동은 저속에서 제동력이 줄어들므로 최종 정지는 기계식 브레이크가 맡는 것이 일반적이다.

앞서 푼 두 문제의 정답을 화면에서 다시 확인한다.