스크류형 공기 압축기의 모터가 자주 시동되거나 계속 회전하는 경우

스crew형 공기압축기 모터의 빈번한 시동이 미치는 부정적 영향

운전 방식을 논의하기에 앞서, 먼저 빈번한 기동이 전동기와 전체 공기압축기 시스템에 미치는 악영향을 명확히 할 필요가 있다. 전동기는 기동 순간에 정격전류의 수배에 달하는 매우 높은 기동전류를 발생시키며, 이러한 대전류 충격은 전력망의 전압 변동을 유발하여 동일 전력망에 연결된 다른 설비들에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 전동기 권선의 발열을 심화시켜 절연층의 노화를 가속화한다.

또한, 빈번한 시동은 기계 부품이 정지 상태에서 고속 운전 상태로의 가속 과정을 지속적으로 반복해야 함을 의미합니다. 이는 베어링, 기어 및 회전자 등 핵심 부품의 기계적 마모를 크게 증가시켜 설비의 전반적인 수명을 단축시키고, 향후 유지보수 비용을 상승시킵니다.

‘계속 회전’의 두 가지 상태 해석

잦은 시동으로 인한 단점이 분명히 드러나는 만큼, 모터를 ‘계속 돌게’ 하는 것이 최선의 선택일까요? 이는 공기압축기의 제어 방식을 함께 고려하여 구체적으로 분석해야 합니다.

• 전력 주파수 하역 상태:전통적인 전력 주파수 공기 압축기의 경우, 저장 탱크의 압력이 상한치에 도달하면 흡입 밸브가 닫히고 모터는 무부하 상태로 전환됩니다. 이때 모터는 계속 회전하지만 무부하 운전 상태이므로 압축공기를 발생시키지 않습니다. 이러한 방식은 빈번한 시동을 방지할 수 있지만, 무부하 상태에서도 일정량의 전력을 소모하므로 에너지 낭비가 발생합니다.
• 주파수 변환 속도 조절 상태:인버터식 공기압축기의 경우, 모터는 실제로 ‘항상 회전’하지만 인버터를 통해 모터의 회전수를 실시간으로 조절함으로써 출력 공기량을 전단의 실제 공기 사용량과 정밀하게 일치시킵니다. 이러한 운전 상태는 빈번한 시동 및 무부하 공회전으로 인한 단점을 완전히 해소할 뿐만 아니라, 저공기량 운전 시에도 에너지 소비를 크게 절감할 수 있어 현재 가장 이상적인 운전 방식으로 평가되고 있습니다.

가스 사용 조건에 따라 운전 전략을 어떻게 선택할 것인가

모터의 빈번한 시동·정지, 공급 주파수 운전에 의한 부하 해제, 또는 인버터를 이용한 상시 운전 중에서 어떤 방식을 선택할 것인지는 기업의 실제 가스 사용량 변동 상황을 평가하는 데에 핵심이 있다.

• 가스 사용량이 안정적이고 연속적입니다:생산라인의 공기 사용량이 안정적이라면, 압축기는 장시간 동안 전부하 상태로 운전될 수 있으며, 이 경우 모터가 계속 가동되는 것이 가장 효율적이므로 기동·정지 또는 부하 해제 문제를 고려할 필요가 없습니다.
• 가스 사용량의 변동이 크다:작업장의 공기 사용량에 뚜렷한 피크·밸리 현상이 나타나는 경우, 주파수 변환 제어 전략을 적용하는 것을 권장합니다. 모터를 계속 가동시키면서 필요에 따라 속도를 조절함으로써, 잦은 시동으로 인한 기계적 충격을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 상용 주파수에서의 무부하 운전 시 발생하는 에너지 손실 문제도 해결할 수 있습니다.
• 가스 사용량이 매우 적거나 간헐적으로 사용하는 경우:극히 소량의 가스를 사용하며 장기간 동안 가동이 필요하지 않은 일부 운전 조건에서는 시스템이 합리적인 절전 모드 시간을 설정합니다. 절전 모드 기간에는 전동기가 정지되어 전력 소비를 절감하고, 복귀 시 다시 가동되며, 이때 가동 주파수는 전동기의 허용 안전 범위 내에 반드시 유지되어야 합니다.

일상 운영 및 에너지 절약 관리 권고사항

스크류형 공기 압축기의 수명을 연장하고 운영 비용을 절감하기 위해, 일상 관리에서 다음과 같은 조치를 취하는 것을 권장합니다:

• 압력 대역폭을 합리적으로 설정합니다:가·감재하 제어 방식의 설비에서는 가압력과 감압력 간의 차이를 적절히 설정해야 합니다. 대역폭이 지나치게 좁으면 시동·정지 또는 가·감재가 빈번해지고, 대역폭이 지나치게 넓으면 공급 압력의 변동이 과도해집니다. 따라서 최종 단말 설비의 압력 요구에 맞춰 균형을 고려한 설정이 필요합니다.
• 전기 시스템의 정기 점검:접촉기, 릴레이 등 전기 부품을 정기적으로 점검하여 제어 로직이 정확히 작동하도록 하고, 부품의 노후화나 고장으로 인한 모터의 비정상적이고 잦은 시동을 방지하십시오.
• 장비 업그레이드 평가:기존의 전력 주파수 구동 설비가 노후화가 심하고 가스 사용량 변동이 큰 경우, 장기적인 에너지 절감 효과를 달성하기 위해 이를 인버터 구동 방식으로 개조하거나 고효율 영구자석 인버터 설비로 교체하는 방안에 대해 종합적으로 평가할 수 있습니다.