모터 명판의 kW(또는 HP)는 모터가 먹는 전력이 아니라 축에서 내는 기계 출력입니다. 그래서 출력만으로는 전류가 나오지 않고, 효율과 역률을 함께 알아야 합니다. 차단기·전선·과부하 계전기를 고를 때 쓰는 값은 결국 명판의 정격 전류이고, 계산은 명판이 없거나 값을 확인할 때 씁니다.
계산식
3상: I = P ÷ (√3 × V × η × cos φ) 단상: I = P ÷ (V × η × cos φ) 직류: I = P ÷ (V × η) P: 정격 출력(W), V: 전압(3상은 선간), η: 효율, cos φ: 역률
식은 «입력 전력 = √3 × V × I × cos φ» 와 «효율 = 출력 ÷ 입력» 을 합친 것입니다(ABB Technical guide No. 7 식 3.15·3.16). 거꾸로 명판의 출력·전압·전류·역률로 효율을 확인할 수 있습니다. ABB 문서의 예(37 kW, 380 V, 71 A, cos φ 0.85)는 효율 약 0.931 이 나옵니다.
효율·역률에 따라 얼마나 달라지나 (3상 7.5 kW)
| 전압 | 효율 | 역률 | 전류 |
|---|---|---|---|
| 380 V | 0.90 | 0.85 | 14.90 A |
| 380 V | 0.87 | 0.82 | 15.97 A |
| 380 V | 0.92 | 0.87 | 14.24 A |
| 380 V | 0.90 | 0.75 | 16.88 A |
| 220 V | 0.90 | 0.85 | 25.73 A |
| 440 V | 0.90 | 0.85 | 12.86 A |
같은 7.5 kW 라도 효율·역률이 몇 % 다르면 전류가 1~2 A 달라집니다. 효율·역률은 모터 크기·극수·효율 등급마다 다르므로, «kW 당 몇 A» 로 외운 값은 대략값일 뿐입니다.
계산값보다 명판 전류를 믿는 이유
- 부분 부하: 부하가 줄면 효율과 역률이 함께 떨어져, 가볍게 걸린 모터의 전류는 출력 비율만큼 줄지 않습니다.
- 허용차: ABB Motor guide 는 IEC 60034-1 에 따라 명판 효율은 −15 %(1−η)(150 kW 이하), 역률은 −1/6 (1−cos φ) 까지 벗어날 수 있다고 적습니다.
- 전압: 전압이 명판보다 낮으면 같은 출력에 전류가 늘어납니다. ABB 문서는 IEC 60034-1 에 따른 전원 허용차를 전압 ±5 %, 주파수 ±2 % 로 적습니다.
기동 전류
- 직입(DOL) 기동은 정격 전류의 몇 배가 흐릅니다. 정확한 배수는 카탈로그의 IS/IN(기동 전류 ÷ 정격 전류)에서 봅니다.
- 투입 순간에는 과도 전류가 겹쳐 최댓값이 기동 전류(실효값)의 약 2.5배까지 될 수 있고 곧 줄어듭니다(ABB Motor guide §4.5).
- Y-Δ 기동은 기동 전류를 직입의 약 30 %, 기동 토크를 약 25 % 로 줄입니다. 인버터 기동은 정격의 0.5~1배, 최대 1.5배 정도입니다.
- 그래서 모터 회로의 차단기는 정격 전류만이 아니라 기동 전류에도 트립하지 않는 특성으로 고르고, 과부하 보호는 따로(과부하 계전기·인버터 전자 서멀) 맞춥니다.
차단기·전선: KEC 212.4.1 의 두 조건
IB ≤ In ≤ IZ (식 212.4-1) I2 ≤ 1.45 × IZ (식 212.4-2) IB: 회로의 설계 전류 In: 보호 장치의 정격 전류(조정형은 설정값) IZ: 케이블의 허용 전류 I2: 보호 장치가 규약 시간 안에 유효하게 동작하는 것을 보장하는 전류
모터 한 대 회로라면 IB 는 모터의 정격 전류입니다. In 은 IB 이상이어야 정상 운전에서 트립하지 않고, IZ 이하여야 전선을 보호합니다. I2 는 보호 장치 제조사가 주거나 제품 표준에 있는 값입니다(KEC 212.4.1 주 2).
허용 전류 IZ 는 어디서
- KEC 232.5.2 는 허용 전류를 KS C IEC 60364-5-52 «부속서 B(허용전류)» 의 표에서, «부속서 A(공사방법)» 를 참고해 고르고 필요한 보정 계수(주위 온도·묶음)를 적용하라고 합니다.
- 표의 바탕이 되는 절연물 최고 허용 온도는 PVC 70 °C, XLPE·EPR 90 °C 입니다(KEC 표 232.5-1). 같은 굵기라도 절연물·공사 방법·통전 도체 수·주위 온도에 따라 허용 전류가 크게 다릅니다.
- 이 글은 허용 전류표 수치를 싣지 않습니다. 원문(KS C IEC 60364-5-52 부속서 B)을 확인하지 못했기 때문입니다. 표는 원문이나 케이블 제조사 자료에서 확인하세요.
- 거리가 길면 허용 전류를 만족해도 전압 강하가 커질 수 있으니 따로 계산합니다.
운전 중 전류는 통신으로 확인
인버터는 출력 전류를, 전력 미터는 잰 전류를 Modbus 레지스터로 내줍니다. 인버터의 예로 LS S300 은 0x0310(출력 전류, 0.1 A 단위), YASKAWA A1000 은 0026H(출력 전류, 배율은 형번별)입니다. 명판 정격 전류와 운전 중 전류를 함께 보면 모터가 얼마나 걸려 있는지 알 수 있습니다.
PortDock 에서는
- 웹 도구 «모터 전류 계산기»: 3상·단상·직류, kW·HP 로 전류·입력 전력·kVA·토크를 계산하고, 명판 값으로 효율을 거꾸로 확인합니다.
- 웹 도구 «전압 강하·전선 굵기 계산기»: 전선 길이에 따른 전압 강하를 봅니다.
- Modbus Master: 장비 레지스터 맵을 불러와 인버터·전력 미터의 출력 전류를 표로 읽고, 파일로 기록할 수 있습니다.
작성 2026-10-23