3상 유도전동기 슬립에 영향을 미치는 요소
슬립은 회전자 속도와 동기속도(Nₛ)의 차이를 의미합니다.
이것은 결함이 아니라 토크 발생의 필수 요소입니다.
하지만 슬립이 과도하면 효율 저하, 발열, 심하면 정지로 이어질 수 있습니다.
1. 부하 토크
- 부하가 무거울수록 토크 요구량이 커지고, 슬립이 증가합니다.
- 가변토크 부하(팬, 펌프)는 변화 폭이 작지만, 정토크 부하(컨베이어, 크러셔)는 부하 증가 시 슬립 상승 폭이 큽니다.
💡 사례 – 컨베이어 라인
베어링 마모로 마찰 토크가 증가, 슬립이 **2.5% → 5%**로 상승, 모터 온도 15°C 상승.
베어링 교체 후 슬립 정상화.
2. 전원 전압
- 전압과 토크 관계:T∝V2T \propto V^2
- 전압이 낮아지면 토크가 줄고, 부하를 유지하려면 슬립이 커집니다.
- 전압 10% 하락 시 토크 약 19% 감소 → 슬립 증가.
💡 사례 – 펌프 시스템
전압 불평형 2%로 토크 저하, 슬립이 **3.8% → 6.1%**로 상승.
위상 밸런스 조정 후 정상 복귀.
3. 주파수·극수
- 동기속도 공식:Ns=120×fpN_s = \frac{120 \times f}{p}
- 주파수(VFD) 조정으로 Nₛ 변화 → 슬립 조절 가능.
- 극수가 많으면 Nₛ가 낮아지고, 같은 부하에서 슬립 비율이 달라집니다.
4. 회전자 저항
- 회전자 저항(R₂)이 크면 같은 토크에서도 슬립이 증가.
- 권선형 모터는 외부저항으로 기동 시 슬립 조절 가능.
5. 온도 영향
- 권선 온도가 높아지면 저항이 증가, 토크 저하 → 슬립 증가.
- 고부하 장시간 운전 시 특히 영향이 큼.
6. 기계적 상태
- 정렬 불량, 벨트 장력 과다, 윤활 불량 등은 기계적 부하를 키워 슬립을 증가시킵니다.
예방·행동 지침 (슬립 제어)
설계
- 부하에 충분한 토크 여유가 있는 모터 선택.
- 전압 불평형 1% 이하, THD 5% 이하 유지.
- 슬립 민감 부하는 VFD 벡터제어 적용.
운전
- 장시간 정격 토크의 85~90% 이하에서 운전.
- SCADA·타코미터로 슬립 모니터링.
유지보수
- 베어링·벨트·커플링 주기 점검.
- 환기로 냉각 확보.
- 정지 시 회전자 저항·위상 밸런스 점검.