Y-Δ(와이-델타) 기동

Motor 기동법에는 직입기동, 리액터 기동, 저항기 기동 등 여러 기동방법이 있습니다. 오늘은 산업현장에서 기동전류를 경감하기 위하여 많이 사용하는 Y-Δ 기동에 대하여 알아보겠습니다.

 

Y - Δ 기동

Y - Δ 기동이란 Y결선과 Δ 결선이 회로상에 동시에 존재하는 것으로 처음 기동을 Y결선으로 한 다음 일정 시간이 지난 후 Δ결선으로 단락하여 기동을 마치는 것을 의미합니다. 아래는 실제 Y - Δ 결선된 Panel 사진입니다. 

 

 

Panel 내부를 보면 1개의 차단기와 그 아래로 3개의 MC가 보입니다. 3개의 MC 중 좌측에 위치한 MC는 Main MC, 여기서는 MC-M으로 부르겠습니다. 그리고 그 옆에 위치한 MC가 Δ 결선의 MC인 MC-Δ 입니다. 마지막으로 MC-Δ 위에 위치한 MC가 Y결선을 한 MC-Y 입니다. 이 Panel에서 기동방법은 차단기 전원을 인가하고 Motor를 Start하게 되면 MC-M과 MC-Y가 동시에 단락이 되게 됩니다. Y결선이 형성된 것입니다. 그리고 Timer에 설정된 일정한 시간동안 그 회로를 유지하게 됩니다. Timer의 시간이 완료되면 MC-Y만 off되고 그 아래의 MC-Δ가 단락되게 됩니다. Δ결선이 형성된 것으로 모든 기동의 순서가 끝나고 모터를 운전을 off 시킬 때까지 이 결선상태를 유지해서 운전을 하게 됩니다. 위 Panel과 현장의 Motor 간의 결선을 아래 결선도를 보면 더 쉽게 이해할 수 있을 겁니다.

 

출처 : http://www.kugdong.co.kr/menu/product/sub4_s02.htm

 

Y - Δ 결선을 사용하는 이유

그럼 Y - Δ 결선을 사용하여 기동을 하는 이유는 무엇일까요? 먼저, Y결선에서 Δ결선의 전류값을 비교해 보겠습니다.

Y결선에서의 흐르는 전류를 Iy라고 하면

Iy = V / Z =V / √3Z 가 됩니다.

 

Δ결선에서의 흐르는 전류를 IΔ라고 하고 Δ결선 내 임피던스에 흐르는 전류를 Ip라고 한다면

IΔ = √3Ip  ,    Ip = V / Z

즉, IΔ = √3V / Z 가 됩니다.

 

위 식에 따라 Iy / IΔ  =  V/√3Z / √3V/Z  = 1/3이 됩니다.

따라서 Y결선은 Δ결선에 비해 전류가 1/3배 흐르게 됩니다.

 

Y결선과 Δ결선의 전류와 전압 간의 관계는 아래 링크를 참조하시길 바랍니다.

3상 전원에서 단상 220V 전압을 뽑는 방법

 

결론은 Y결선으로 기동 시 Δ결선에 비해 전류가 적게 흐르므로 기동 시 높은 전류를 경감하는 방법이 되겠습니다. 이는 전동기의 기동 시 전동기를 보호하기 위함으로, 전동기는 기동할 때 정격 전류의 5~8배의 기동전류가 흐르게 됩니다. Y - Δ 기동은 이를 1/3로 경감하여 전동기를 보호하는 가장 값싸고 쉬운 방법입니다. 단, Panel의 크기가 커져야 하는 단점이 존재하기도 합니다. 또한 회로 형성 시 Y결선과 Δ결선이 동시에 투입되는 것을 반드시 방지해야 하는 것을 잊지 말아야 할 것입니다.