고객지원

  • 고객 10대 서비스
  • 일반 기술자료
  • 냉각탑 열 성능시험
  • Q&A

전문 기술자료 대한민국 냉각탑 건설/설계 선도 전문업체 대일아쿠아

HOME > 고객지원 > 전문 기술자료


8. MOTOR HP 선정

대부분의 ENGINEER의 경우 FAN BHP에 10-15% 정도 UP 시켜 근접하는 MOTOR HP을 선정하는
것을 가끔 씩 보는데 이는 매우 잘못된 경우다.

1) FAN BHP는 TIP CLEARANCE가 거의 없는 WIND TUNNEL(풍동)에서 실험한 결과를 토대로
얻어진 것으로 실제의 경우, TIP CLEARANCE가 FAN DIA.의 0.3% 정도이고 FAN INLET ZONE
에는 공기 흐름을 방해하는 BEAM을 비롯한 구조물과 같은 장애물이 있고 FAN RING 또는 FAN
STACK의 INLET ZONE이 FAN MAKER가 실험한 형상과 같이 BELL MOUSE TYPE이 될 수 없
고, 냉각탑의 경우 FAN STACK에는 COUPLING SHAFT 관통을 위한 구멍을 만들어야 되므로 그
곳을 통하여 FAN DECK의 공기가 빨려 들어가고, WOOD TOWER인 경우 FLOOR SEALING이 제
대로 되지 못했을 경우 틈새로 공기가 빨려 들어가 FAN 성능에 막대한 악 영향을 주게 된다. 따라
서 일반적으로 상기의 모든 여건을 고려하여 FAN SYSTEM의 환경적 계수인 0.9 -.0.95를 적용하
여 FAN RATING에서 얻어진 BHP를 보정하여야만 실제로 FAN SHAFT에 걸리는 BHP가 된다.

2) 감속기는 치차로 구성되어 있어 발열이 필수며 이로 인한 기계적 손실이 5% 정도 내외이다. 따
라서 감속기의 동력 전달 효율은 95% 내외가 되므로 이 역시 반드시 고려 하여야 한다. 즉 FAN
BHP에 FAN SYSTEM 보정 계수와 감속기의 동력 전달 효율을 적용하여 보정하면 모터 축에 걸리
는 BHP가 된다. 즉, FAN RATING 상의 BHP는 이론적인 것이므로 이들 두 가지 요소를 고려하면
자료 상의 BHP보다 10.8 - 17.0% 정도 증가된 모터 축 동력이 되는 것이다. (AIR FIN COOLER의
경우 FAN SYSTEM CORRECTION FACTOR를 0.9 보다 낮게 적용하는 예는 설계자의 경험에 따
른 것이다.)

이렇게 얻은 모터 축 동력에 10 - 20%의 SAFETY MARGIN을 주어 모터를 선정 하여야 운전에 지
장이 없다. 이러한 이론에 반박을 하는 경우를 가끔 보게 되는데 냉각탑 성능에 전혀 지장도 없고
모터 전류에도 전혀 문제가 없는데 왜 그렇게나 많은 여유를 두고 모터를 선정 하는가? 이는 아주
명백하다.

설계 단계에서 계산한 공기 압력 손실이 실제 보다 낮게 된 경우 이거나, 운전 조건이 실제로 설계
조건 보다 크게 미달 되는 상태일 것이다. 상기 RULE에 의거하여 모터를 선정하지 않을 경우 과
부하에 의한 모터 TRIP은 아주 당연 하다. 대개의 경우 모터의 과 부하 방지를 위해 정격 전류치의
85-90%로 설정하고 이 것을 초과하면 모터가 TRIP되도록 하고 있음을 유념하여야 한다.

9. MOTOR INPUT KW 예상

현장에서 자주 접하는 모터의 과 부하의 여러 원인은 추정이 가능하다.

① 모터 여유율이 적게 하였거나,
② 모터 명판 상의 정격 전류치가 잘못 기재 되었을 경우
③ FAN의 TIP CLEARANCE가 지나치게 적거나
④ FAN의 PITCH ANGLE이 부적절 하게 되는 등의 실로 그 원인은 이루 말할 수 없이 많다.

정상적인 조건 하에서 모터 전류 문제로 말썽을 일으키지 않으려면 사전에 예상되는 MOTOR INPUT
KW를 계산하여 측정 당시의 전압 변동만 고려 하여 계산 하면 될 것이다. 먼저 LOCKED ROTOR
CURRENT를 측정 하여 보자. 대부분의 경우 KVA/HP가 5.0~5.99인 F CODE나 5.6~6.29인 G CODE
MOTOR를 사용하게 된다. 부분적으로는 KVA/HP가 6.3~7.09인 H CODE가 적용 되기도 하나 이는
STARTING CURRENT가 FULL LOAD CURRENT에 600%를 넘기 때문에 국내 실정에서는 F CODE
가 적합하다고 본다. 그러나 외국에서는 STARTING CURRENT에 대한 특별한 규제가 없는 경우 H
CODE를 사용하나 국내에서는 STARTING CURRENT가 600% 이하여야 한다는 주장이 강한 편이다.
이는 모터 기동 시 순간적이기는 하나 높은 전류로 인한 MCC 보호와 전선의 굵기를 조금이라도 줄이
기 위한 것으로 해석 된다. 꼭 F CODE가 좋고 H CODE가 나쁘다는 뜻은 아니다. 모터가 F CODE에
의거 제작된 경우라면 KVA/HP가 5.0~5.99로 LOCKED ROTOR CURRENT는 다음식으로 부터 추정
이 가능 하다.

   

상기 예 처럼 10HP, 440 VAC, F CODE인 경우 예상되는 LOCKED ROTOR CURRENT (IL)은
65.6~78.5 AMP. 정도다. 다음은 MOTOR INPUT CURRENT에 대해서 알아 본다. 가령 10HP, 440V,
P.F가 86.67 일 때 모터에 흐르는 전류를 계산하여 보자. (모터 효율은 88.17%라고 가정한다.)

   

다음은 MOTOR Kw INPUT에 대해서 알아본다.

   

(이 값은 명판 상에 있는 정격 마력에 모터 효율을 고려한 것과 동일 하다.)

즉,

상기 AMP.와 KW INPUT은 모터에 FULL LOAD가 가해졌을 경우로 적어도 10% 정도 낮게 계측되어
야 하며 보통의 경우 모터 보호를 위하여 상기 수치에 85~90% 정도로 SETTING 시켜 CIRCUIT
BREAKER를 조정한다. 그럼 설계 조건에서 예상되는 AMP.와 KW INPUT은 다음과 같이 얻어질 수
있다.

   

가령, FAN: 8 HP
FAN SYSTEM EFFI.: 95%
GEAR EFFI.: 95%
VOLT.: 440
MOTOR EFFI.: 88.17%
POWER FACTOR: 86.67% 일 때의 MOTOR INPUT에 걸리는 AMP.는?

   

이 경우 앞서 계산한 FULL LOAD CURRENT 12.81 AMP.의 88.6%로 CIRCUIT BREAKER의
SETTING POINT를 85%로 하였을 경우 MOTOR는 TRIP하게 될 것이므로 90%로 SETTING하도록
권한다.

   

실제로 모터에 걸리는 부하가 증가 함에 따라 모터 효율 및 역율은 줄게 되며, 또한 인가 전압에 비례
하여 Amp. 및 Kw INPUT은 계속적으로 변하게 된다. 실제의 경우 정격 전압보다 높은 전압이 모터에
인가되어 낮은 Amp.가 계측되는 경우가 매우 흔하다.

다음은 위에서 얻은 11.35 Amp.가 MOTOR FULL LOAD CURRENT에 몇 % LOAD에 해당하는 지를
계산하여 보자. 앞에서 사용 한 바 있는 POWER VECTOR로 부터 NO LOAD CURRENT가 4.7Amp라
고 가정 하면,

다음 페이지에 계속 이어집니다. 아래의 "다음" 버턴을 누르세요...