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전기기사 실기 · 시퀀스 제어 설계

Sequence Control Design

시퀀스 제어 설계는 자기유지 · 인터록 · 타이머를 엮어 전동기 Y-Δ 기동 같은 동작 순서를 회로로 짜는 단원이다. 래더 회로로는 접점이 어떻게 이어졌는지를 읽고, 타임차트로는 그 접점이 언제 붙고 떨어지는지를 읽는다. Y 와 Δ 접촉기 사이의 인터록을 빼면 둘이 한꺼번에 붙어 전원이 단락될 수 있어요. 타이머 설정 슬라이더를 움직이면 위쪽 래더의 타이머 값과 아래쪽 타임차트의 Y → Δ 전환 시점이 함께 옮겨 가요.

전동기를 Y 로 기동해 Δ 로 바꾸려면

30 kW 유도 전동기를 Y 결선으로 기동하고, 타이머가 끝나면 Δ 결선으로 바꾸는 시퀀스 회로를 설계한다고 하자. 시퀀스 제어는 릴레이 접점이 붙고 떨어지는 조합으로 동작 순서를 정해요.

⚙️ Y-Δ 기동 시퀀스의 구성 요소
① MC(주 접촉기): 전원을 넣고 끊으며, 자기유지 회로로 붙어 있다
② Y 접촉기: 기동할 때 Y 결선으로 묶어 기동 전류를 1/3 로 줄인다
③ Δ 접촉기: 운전할 때 Δ 결선으로 바꿔 정격 토크를 낸다
④ 타이머(T): Y 에서 Δ 로 넘어가는 시간을 정한다(보통 5 ~ 10초)
⑤ 인터록: Y 와 Δ 가 함께 붙지 않게 서로의 b접점을 엇갈려 넣어요

래더 회로와 타임차트

위는 래더(사다리) 회로, 아래는 접점마다 붙고 떨어지는 때를 그린 타임차트다. 타이머 시간을 바꾸면 Y 가 떨어지고 Δ 가 붙는 시점이 옮겨 가요.

7 초
🔑 회로도 읽는 순서
① 1단: PBS 를 누르면 MC 가 여자되고, 나란히 붙은 MC a접점이 자기유지한다
② 2단: MC 가 붙어 있고 Δ 가 떨어져 있으면 Y 가 여자되어 Y 결선 기동이 시작된다
③ 4단: MC 가 붙으면 타이머 T 가 시간을 세기 시작한다
④ 7초 뒤 T 가 타임업하면 3단에서 T 가 붙고 Y 가 떨어져 Δ 가 여자된다
⑤ Y 와 Δ 는 상대의 b접점으로 인터록되어 함께 붙을 수 없어요

구성 요소와 설계 규칙

자기유지 회로
PBS(a) ∥ MC(a) → [OL(b)] → MC 코일
PBS 는 누르는 동안만 붙고, 그 뒤는 MC a접점이 회로를 붙잡는다. OL 은 과부하 때 회로를 끊는다
인터록(상호 잠금)
Y 회로에 Δ(b), Δ 회로에 Y(b)
한쪽이 붙으면 다른 쪽은 반드시 떨어져 있어 동시 투입 사고를 막는다
🔧 기본 회로에서 응용으로
①자기유지와 인터록이 시퀀스의 뼈대이고
②여기에 타이머를 더하면 시간 지연 동작이 돼요
타이머 설정값
T = 기동이 끝나는 시간(보통 5 ~ 10초)
전동기 용량과 부하 관성에 맞춰 정한다. 너무 짧으면 가속이 덜 된 채 Δ 로 넘어가 큰 전류가 흐른다
동작 순서 한 줄
PBS → MC · Y · T 함께 붙음 → T초 뒤 → Y 떨어짐, Δ 붙음
MC 는 계속 붙어 있고 Y 와 Δ 만 바뀌어요

함정과 변형 문제

⚠️ 자주 틀리는 자리
① a접점과 b접점을 헷갈린다. a 는 평소 열려 있고(NO), b 는 평소 닫혀 있다(NC)
② 자기유지 회로에서 PBS 와 MC a접점은 병렬이다. 직렬로 그리면 손을 떼는 순간 끊긴다
③ Y · Δ 접촉기는 보통 전기적 인터록에 기계적 인터록을 더해 이중으로 막는다
④ OL(과부하 계전기) 접점은 b접점이라 과부하 때 열려 MC 를 끊는다
⑤ 타이머는 ON 딜레이와 OFF 딜레이가 있으니 문제에서 어느 쪽인지 확인해요
정역 운전 회로
정회전(MC-F) ↔ 역회전(MC-R), 서로 인터록이 꼭 있어야 함
R · S · T 가운데 두 상을 바꿔 이으면 역회전한다. F 와 R 의 b접점을 엇갈려 넣는다
🔄 변형 문제 유형
① 정역 운전 시퀀스: 정회전과 역회전에 각각 자기유지와 상호 인터록을 둔다
② 두 대 교번 운전: 타이머로 번갈아 기동하고, 앞선 전동기를 세운 뒤 다음 전동기를 기동한다
③ 비상 정지(EMO)를 더하면 모든 단에 EMO b접점을 직렬로 넣는다
④ 래더 회로를 타임차트로 바꾸거나 타임차트를 보고 래더를 그리는 문제도 나와요

답안 점검

자기유지
PBS ∥ MC(a)
PBS 와 병렬로 유지
인터록
Y 에 Δ(b), Δ 에 Y(b)
엇갈린 b접점
🎯 시험에서 볼 자리
① 래더 회로는 양쪽 전원 모선(왼쪽 R · 오른쪽 S) 사이에 단을 하나씩 놓아 그린다
② 접점 기호는 a접점과 b접점(사선을 그은 기호)을 정확히 나눠 그린다
③ 자기유지 · 인터록 · OL 세 가지가 빠짐없이 들어갔는지 확인한다
④ 타임차트와 래더는 하나씩 대응하므로 타임차트의 붙고 떨어지는 시점을 래더로 설명한다
⑤ 동작 설명은 PBS 투입 → MC 여자 → T 계시 → Y → Δ 처럼 순서대로 적어요
📝 대표 기출 유형
①[기출유형] Y-Δ 기동 회로의 주회로와 제어 회로를 그리시오. (MC · Y · Δ 접촉기, 타이머, 인터록 포함)
②[기출유형] Y-Δ 기동 때 기동 전류는 전전압 기동의 몇 배인지 구하시오. (답: 1/3배)
③[기출유형] 전동기 정역 운전 시퀀스 회로를 그리고 인터록이 필요한 이유를 설명하시오.
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