인버터 주파수 ↔ 모터 회전수 계산기
인버터 주파수(Hz)·극수로 동기 속도를, 명판 회전수로 슬립을 구해 실제 회전수(근삿값)와 감속기 출력 회전수, 원하는 rpm 에 필요한 Hz 를 계산합니다.
계산식
- 동기 속도 ns(r/min) = 120 × f ÷ 극수
- 슬립 s = (ns − n) ÷ ns, 슬립 회전수 = ns − n
- 정격 슬립(Hz) = 정격 주파수 − 정격 회전수 × 극수 ÷ 120
- f 에서의 회전수 ≈ 120 × f ÷ 극수 − 정격 슬립 회전수 (근사)
- 필요 주파수 ≈ (원하는 rpm × 감속비 + 슬립 회전수) × 극수 ÷ 120
유도 전동기는 동기 속도보다 조금 느리게 돕니다(슬립). 60 Hz 4극의 동기 속도는 1800 r/min 이지만 명판 정격 회전수는 1750 r/min 처럼 낮고, 이 차이 50 r/min 이 정격 부하의 슬립입니다. 정격 슬립을 Hz 로 바꾼 값(60 − 1750 × 4 ÷ 120 ≈ 1.67 Hz)은 인버터의 «정격 슬립» 파라미터에 넣는 값과 같은 꼴입니다(예: YASKAWA A1000 E2-02).
«근삿값» 인 이유
- 기저 주파수(보통 정격 주파수) 아래에서 V/f 를 일정하게 운전하면 같은 토크에서 슬립 회전수가 거의 같다고 보고 계산합니다. 그래서 30 Hz 4극은 동기 900 r/min 에서 50 r/min 을 뺀 약 850 r/min 이 됩니다.
- 실제 슬립은 부하 토크에 비례하듯 변합니다. 부하가 가벼우면 동기 속도에 더 가깝고, 무거우면 더 느립니다.
- 인버터의 슬립 보상·벡터 제어를 켜면 인버터가 슬립만큼 주파수를 올려 지령 회전수에 가깝게 맞춥니다. 이때는 동기 속도 쪽이 실제에 더 가깝습니다.
- 명판 회전수에도 허용차가 있습니다. ABB Motor guide 는 IEC 60034-1 에 따라 슬립 허용차를 ±20 %(1 kW 이상), ±30 %(1 kW 미만)로 적습니다.
극수별 동기 속도 (r/min)
| 극수 | 50 Hz | 60 Hz | 10 Hz | 30 Hz | 90 Hz |
|---|---|---|---|---|---|
| 2 | 3000 | 3600 | 600 | 1800 | 5400 |
| 4 | 1500 | 1800 | 300 | 900 | 2700 |
| 6 | 1000 | 1200 | 200 | 600 | 1800 |
| 8 | 750 | 900 | 150 | 450 | 1350 |
| 10 | 600 | 720 | 120 | 360 | 1080 |
| 12 | 500 | 600 | 100 | 300 | 900 |
인버터 화면의 rpm 표시
인버터는 출력 주파수를 극수 설정으로 rpm 으로 바꿔 보여 줄 수 있습니다. LS S300 은 DRV-32(Hz/rpm Select)를 1 로 하면 rpm 단위가 되고 그 값은 극수 설정(MOT1, 2-25, 4극 기준)에 따라 달라집니다. YASKAWA A1000 은 o1-03 = 2 이면 최대 출력 주파수와 모터 극수(E2-04)로 계산한 r/min 단위입니다. 극수 설정이 실제 모터와 다르면 rpm 표시도 틀립니다.
자주 묻는 것
60 Hz 4극 모터는 몇 rpm 인가요?
동기 속도는 120 × 60 ÷ 4 = 1800 r/min 이고, 실제 정격 회전수는 슬립만큼 낮아 명판에는 1800 보다 작은 값(예: 1750 r/min)이 적힙니다. 50 Hz 면 동기 1500 r/min 입니다.
인버터 30 Hz 면 회전수가 절반인가요?
동기 속도는 정확히 절반(4극 900 r/min)입니다. 실제 회전수는 슬립 회전수를 빼야 해서 정격 부하라면 절반보다 조금 더 낮습니다(1750 r/min 명판이면 약 850 r/min).
원하는 rpm 에 맞추려면 몇 Hz 를 넣나요?
«원하는 출력축 회전수» 에 rpm 을 넣으면 감속비와 슬립을 더해 필요한 주파수가 나옵니다. 슬립 보상을 쓰면 슬립 몫 없이 동기 속도 기준으로 맞춥니다.
극수를 모르면?
명판의 정격 주파수와 정격 회전수로 추정할 수 있습니다. 정격 회전수보다 조금 큰 동기 속도를 찾으면 됩니다(60 Hz 에서 3500대 → 2극, 1700대 → 4극, 1100대 → 6극).
모터 정격 전류·토크는 모터 전류 계산기.
엔코더로 실제 회전수를 재려면 엔코더 펄스 ↔ rpm 계산기 를 쓰세요. 볼스크류 이송 속도에 필요한 모터 회전수·토크는 볼스크류 토크·모터 선정 계산기.
출처
- ABB, Low voltage motors — Motor guide (2019): §3.8 Tolerances, §9.3 Speed (synchronous speed = frequency × 120 ÷ poles)
- ABB, Technical guide No. 7 (3AFE64362569 Rev D): eq. 3.1–3.2 (slip, synchronous speed), Fig. 3.2
- YASKAWA AC Drive A1000 Technical Manual (SIEP C710616 41H): E2-02 Motor Rated Slip, o1-03
- LS ELECTRIC LSLV-S300 User's Manual: 5.1.2.3 Changing Unit of Speed (DRV-32), Formula 16