제동저항이란? — 제동저항 선정 및 용량 계산 방법

제동저항을 제대로 설치하지 않으면 저항값이 너무 커 감속할 때마다 인버터가 OV(과전압) 트립을 내서 라인이 서거나, 너무 작아 제동 트랜지스터가 과전류로 터져 인버터를 통째로 갈아야 하는 경우도 발생합니다.
그런데 카탈로그에 적힌 “22kW에는 20Ω”이라는 숫자가 어디서 나왔는지는 어느 매뉴얼에도 안 적혀 있습니다.
그 숫자는 제조사가 임의로 정한 게 아니라 계산으로 나오는 값인데, 계산식은 아래 저항값 계산 부분에서 자세히 정리하겠습니다.
이 글에서는 내 설비에 제동저항이 필요한지, 필요하다면 어떤 제동저항을 달아야 할지, 또 몇 옴 몇 와트를 몇 %ED로 골라야 하는지를 순서대로 정리했습니다.

제동저항이란? — 감속할 때 생긴 전기를 열로 변환

제동저항은 모터가 감속할 때 거꾸로 발전한 전기를 열로 태워 없애는 저항기입니다. 영어로는 Braking Resistor 또는 DB(Dynamic Braking) Resistor라고 쓰고, 현장에서는 그냥 “DB 저항”, “브레이크 저항”이라고 부릅니다. 인버터 옆에 붙은 알루미늄 케이스나 격자 모양 철제 박스가 대개 이것입니다.

이름만 들으면 브레이크 패드처럼 축을 물리적으로 잡는 물건 같지만, 제동저항은 축을 건드리지 않습니다. 전기를 소비할 뿐입니다. 그런데 이게 왜 제동이 되는지 알려면 감속하는 그 순간 모터 안에서 무슨 일이 벌어지는지부터 봐야 합니다.

모터가 발전기로 바뀌는 순간

인버터가 출력 주파수를 낮추면 부하의 관성 때문에 모터 회전자가 인버터의 지령 속도보다 빨리 돕니다. 이때 슬립이 음수가 되고, 유도전동기는 그 순간부터 발전기로 동작합니다. 돌던 기계가 갖고 있던 운동 에너지가 전기로 바뀌어 인버터 쪽으로 거꾸로 밀려 들어오는 것입니다. 이걸 회생 에너지(Regenerative Energy)라고 부릅니다.

문제는 이 전기가 갈 데가 없다는 점입니다. 범용 인버터의 컨버터부는 다이오드 정류기라서 전기를 전원 쪽으로 되돌려 보내지 못합니다. 그래서 회생 에너지가 인버터 안 평활 콘덴서(DC 링크)에 그대로 쌓이고, DC 링크 전압이 계속 올라갑니다. 400V급 인버터는 DC 링크 전압이 약 820V를 넘으면 OV(과전압) 트립을 내고 출력을 끊습니다. 감속만 하면 설비가 서는 그 현상의 원인이 여기 있습니다.

제동 트랜지스터가 저항을 붙였다 뗐다 한다

제동저항이 콘덴서에 항상 물려 있는 건 아닙니다. 인버터(또는 DBU) 안에 있는 제동 트랜지스터(IGBT 초퍼)가 DC 링크 전압을 지켜보다가, 정해둔 동작 전압을 넘는 순간에만 저항을 DC 링크에 붙입니다. 저항이 붙으면 전류가 흐르면서 전기가 열로 빠져나가고 전압이 떨어집니다.
전압이 내려가면 다시 떼어냅니다. 감속하는 내내 이 동작을 수백 번 반복합니다.

LS ELECTRIC의 DB 유닛을 예로 들면 이 동작 전압을 점퍼로 바꿉니다. 200V급은 340V·360V·380V, 400V급은 680V·720V·760V 중에 고르고, 공장 출하 기본값은 각각 380V와 760V입니다. 760V에서 저항을 붙이고 820V에서 트립이 나니까, 그 사이 60V가 제동저항이 일할 수 있는 구간인 셈입니다.

이 스위치 노릇을 하는 물건이 아래 사진 같은 IGBT 모듈입니다. 인버터나 DBU 뚜껑을 열어야 보이는 부품이라 현장에서 직접 만질 일은 드물지만, 저항값을 잘못 골랐을 때 실제로 터지는 게 바로 이 모듈입니다.

제동 트랜지스터·제동저항·DBU·회생 컨버터 역할 구분

이 네 가지를 뭉뚱그려 “제동 장치”라고 부르다 보니 견적과 실제 결선 시 문제가 발생하곤 합니다.
이름이 비슷하고 카탈로그도 섞어 쓰지만, 기능이 전혀 달라 꼭 확인 후 구매해야 합니다.
아래 표부터 한번 읽어보면 이후 내용을 이해하는데 훨씬 수월합니다.

정리하면 이렇습니다. 제동 트랜지스터는 스위치, 제동저항은 소비처, DBU는 스위치를 담은 Unit, 회생 컨버터는 아예 다른 노선입니다. 제동 트랜지스터가 있어도 제동저항은 반드시 따로 사야 하고, 저항만 사 오면 초퍼 없는 인버터에서는 아무 일도 일어나지 않습니다.

실제 구성은 아래 3개의 구성이 대부분입니다.

• 구성 A (가장 흔함) — 인버터(초퍼 내장) + 제동저항. 소·중용량 대부분이 여기 해당합니다.
• 구성 B — 인버터(초퍼 없음) + DBU + 제동저항. 대용량에서 나옵니다.
• 구성 C — 인버터 + 회생 컨버터. 저항도 DBU도 없습니다.

실제 설비에 어떤 구성으로 회생저항을 달지 판단을 해야 합니다.
만약 저항이 필요한 인버터가 많은데 불필요하게 고스펙의 저항을 달면 비용은 기하급수적으로 늘어날 수 밖에 없습니다.

제동저항이 필요한 설비, 필요 없는 설비

인버터를 썼다고 전부 제동저항을 다는 건 아닙니다. 모터의 철손·동손과 인버터 손실만으로도 정격 출력의 15% 정도까지는 회생 에너지가 저절로 사라집니다. Eaton의 다이나믹 브레이킹 응용 자료도 필요 제동 토크가 정격의 15%에 못 미치면 드라이브와 모터 손실이 알아서 흡수하니 저항을 달 필요가 없다고 정리했습니다.

제동저항이 사실상 필수인 설비

아래 중 하나라도 걸리면 제동저항을 기본 사양에 넣는 편이 안전합니다.

반대로 펌프, 일반 송풍기, 천천히 도는 믹서처럼 부하가 마찰성이고 감속 시간을 넉넉히 줄 수 있으면 저항 없이도 대개 문제없습니다. 이런 설비에서 OV 트립이 난다면 저항부터 사지 말고 먼저 감속 시간(dEC)을 2~3배 늘려보세요.
파라미터 한 줄로 끝날 일에 저항을 달아 불필요한 돈만 낭비할 수도 있습니다.

필요 여부를 수치로 가르는 방법

애매하면 회생 에너지를 직접 계산해서 견줘보면 됩니다. 회전체가 갖는 운동 에너지는 이렇게 구합니다.

E = J × ω² ÷ 2  (E: 에너지 J, J: 관성모멘트 kg·m², ω: 각속도 rad/s)

ω = 2π × N / 60 이므로, 1,750rpm으로 도는 관성 0.5kg·m² 부하라면 ω가 약 183rad/s, E가 약 8,370J입니다. 이걸 3초 만에 없애야 한다면 평균 회생 전력은 8,370 ÷ 3 ≈ 2.8kW입니다.

이 설비의 모터가 5.5kW라면 모터와 인버터가 알아서 먹어주는 양이 5.5kW의 15%인 0.8kW쯤 됩니다. 남는 2kW를 제동저항이 받아야 하니 저항이 필요하다는 답이 나옵니다. 거꾸로 같은 계산에서 회생 전력이 0.8kW에 못 미치면 저항 없이도 세울 수 있습니다. 관성 값은 기계 도면이나 모터 카탈로그의 GD² 항목에 있고, GD²를 J로 바꿀 때는 4로 나눕니다.

필요하다는 답이 나왔다고 저항만 주문하면 낭패를 보는 경우가 있습니다. 용량에 따라 인버터가 저항을 직접 못 무는 기종이 있기 때문입니다.

DBU(제동유닛)를 따로 사야 하는 경우

DBU(Dynamic Braking Unit, 제동유닛)는 제동 트랜지스터만 따로 떼어낸 별도의 Unit 입니다.
앞에서 말한 “저항을 붙였다 뗐다 하는 스위치”가 인버터 안에 있으면 내장형, 밖에 따로 두면 외장 DBU입니다.
어느 쪽이든 저항은 밖에 답니다. DBU를 샀다고 저항이 딸려 오지 않는다는 점을 특히 조심해야 합니다.

내 인버터에 제동 트랜지스터가 있는지 확인하는 법

단자대만 보면 바로 압니다. 파워 단자대에 B1, B2 두 단자가 보이면 제동 트랜지스터가 들어 있는 기종이고, 여기에 저항 두 가닥만 물면 끝입니다. P(+), N(-)만 있고 B1·B2가 없으면 초퍼가 없는 기종이니 DBU를 따로 사야 합니다.

LS ELECTRIC의 SV-iG5A를 보면 0.4~7.5kW는 단자대에 B1·B2가 있어 저항만 물면 되지만, 11~22kW로 올라가면 P1(+)/P2(+)/B/N(-) 구성으로 바뀝니다.
대체로 국내 범용 인버터는 22kW 언저리까지 제동 트랜지스터를 넣어주고, 그 위 용량부터 외장 DBU를 요구합니다.
다만 이 경계는 메이커와 시리즈마다 다르니, 해당 기종 매뉴얼의 단자 결선도를 먼저 펴보는 게 순서입니다.

DBU 형번 읽는 법

LS ELECTRIC DB 유닛 형번은 LSLV0220DBU-4LN 같은 꼴입니다. 자리마다 이런 뜻입니다.

• 0220 — 적용 용량 22kW
• DBU — 제품군(DB 유닛)
• 4 — 입력 전압(2: 220V, 4: 380~440V)
• L — %ED, 즉 사용률(L은 10%ED)
• N — 함체 등급(N은 비함체형)

눈여겨볼 자리는 %ED입니다. 같은 22kW라도 사용률이 다르면 다른 물건이고, 여기를 잘못 보고 주문하면 유닛이 과열 알람만 냅니다. %ED가 뭔지는 아래 와트 계산 부분에서 자세히 다룹니다.

DBU 표준 사양 (LS ELECTRIC LSLV-DBU 시리즈)

이 표에서 제일 중요한 줄은 “사용 최소 저항”입니다.
이 값보다 작은 저항을 물면 DBU가 과전류로 손상됩니다.
DBU 매뉴얼의 고장 원인표도 과전류 알람의 첫 번째 원인으로 “연결한 저항이 너무 작음”을 꼽고, 대책으로 “저항값을 키우라”고 적어놨습니다. 저항이 크면 제동력이 약해지는 선에서 끝나지만, 작으면 물건이 나갑니다.

제동저항 저항값 계산 — 옴(Ω) 정하는 법

저항값은 제동 순간에 흘릴 전력에서 역산합니다.
저항이 DC 링크에 붙는 순간 저항 양단에는 초퍼 동작 전압이 그대로 걸리고, 전력과 저항 사이에 P = V²/R 관계가 성립하니, 원하는 제동 전력 P만 정하면 저항값이 나옵니다.

R = V_DC² ÷ P_제동

V_DC는 초퍼 동작 전압으로 400V급은 약 700V, 200V급은 약 380V를 씁니다. P_제동은 원하는 제동 토크 배율에 모터 정격 출력을 곱한 값인데, 제동 토크 100% 기준이면 그냥 모터 정격 출력을 그대로 넣으면 됩니다.

400V급 초퍼 동작 전압은 기종에 따라 680~760V 사이에서 고를 수 있지만, 계산에는 보통 700V를 씁니다. 제조사 표준 저항표도 대개 이 기준입니다. 760V로 계산하면 같은 제동 전력에서 저항값이 18%쯤 커지니, 동작 전압을 760V로 올려 쓰는 설비라면 저항값에도 그만큼 여유를 줘야 제동 전류가 계산보다 커지지 않습니다.

계산 예시 — 400V급 5.5kW 모터

정격 5.5kW 모터를 제동 토크 100%로 세운다고 하면 이렇게 나옵니다.

R = 700² ÷ 5,500 = 490,000 ÷ 5,500 ≈ 89Ω

89Ω짜리 규격품은 없으니 가까운 표준값인 85Ω이나 90Ω을 고르면 됩니다. 여기서 저항을 더 작게 내리면(예: 60Ω) 제동 토크가 150%까지 올라가는 대신 전류도 같이 커지고, 더 키우면(예: 120Ω) 제동력이 모자라서 감속 중에 OV 트립이 다시 납니다.

용량별 저항값 계산표 (제동 토크 100% 기준)

위 식으로 400V급과 200V급을 쭉 뽑으면 아래와 같습니다.
계산으로 만든 표라 제조사 카탈로그 표준값과 10~20% 벌어질 수 있으니, 최종 선정은 해당 인버터 매뉴얼의 권장 저항표를 참고하는게 좋습니다.

이 계산이 맞는지는 앞서 본 LS DBU 사양표로 검산할 수 있습니다. 400V급 22kW는 계산값 22Ω에 최소값 20Ω, 37kW는 계산값 13Ω에 최소값 12Ω, 75kW는 계산값 6.5Ω에 최소값 6Ω입니다. 계산값이 제조사가 그어놓은 하한선 바로 위에 딱 붙습니다.
제동 토크 100% 기준 계산값을 저항값의 실질적인 하한으로 보고, 그 아래로는 내려가지 마세요.

저항을 여러 개로 나눠 달 때

대용량에서는 규격품 하나로 저항값과 와트를 동시에 맞추기 어렵습니다.
그럴 때는 같은 사양 저항을 직렬이나 병렬로 엮습니다. 직렬로 두 개를 물면 저항값이 2배, 병렬로 두 개를 물면 절반이 되고, 와트 용량은 어느 쪽이든 2배가 됩니다. 13Ω 2,000W가 필요한데 26Ω 1,000W밖에 없다면 두 개를 병렬로 물면 딱 맞습니다.
다만 병렬은 저항값을 끌어내리는 방향이니, 합성 저항이 DBU의 사용 최소 저항 밑으로 떨어지지 않는지 한 번 더 확인해야 합니다.

제동저항 와트(W) 계산 — %ED가 결정한다

%ED(사용률)는 한 사이클에서 제동이 실제로 걸려 있는 시간의 비율입니다.
저항값이 “얼마나 세게 잡느냐”를 정한다면, 와트는 “얼마나 자주, 얼마나 오래 잡느냐”가 정합니다. 저항값만 맞추고 와트를 대충 고르면 저항이 시뻘겋게 달아오르다 끊어지고, 심하면 옆 배선 피복까지 태웁니다.

%ED = (제동 시간 ÷ 전체 운전 사이클) × 100

60초 주기로 도는 설비에서 감속에 6초가 걸리면 %ED는 10%입니다. 여기에 더해 한 번에 연속으로 걸 수 있는 시간에도 제한이 붙습니다. LS DBU 계열은 연속 동작 시간을 30초로 잡아두어서, 사용률과 연속 동작 시간 둘 중 하나만 넘겨도 유닛이 과부하 알람을 냅니다. 사용률은 10%인데 한 번 감속에 40초가 걸리는 설비라면 %ED만 맞춰서는 모자란다는 뜻입니다.

필요한 와트 구하기

저항이 실제로 소비할 평균 전력은 이렇게 나옵니다.

W_저항 = P_제동 × %ED ÷ 100

5.5kW 모터를 10%ED로 쓰면 5,500 × 0.1 = 550W가 나오니 여유를 봐서 600W급을 고르면 됩니다. 같은 모터라도 5%ED면 300W, 20%ED면 1,100W로 두 배씩 벌어집니다. 저항값은 그대로인데 덩치와 가격만 달라지는 자리가 바로 여기입니다.

%ED를 잘못 잡는 대표 사례

사용률을 틀리는 패턴은 대체로 정해져 있습니다.

• 정지 횟수를 빼먹는다 — 인덱싱 컨베이어처럼 10초에 한 번씩 서는 설비는 감속이 1초씩만 걸려도 %ED가 10%입니다. 한 번 감속 시간만 보고 5%로 잡으면 저항이 식을 틈이 없습니다.
• 하강 부하를 감속으로만 본다 — 호이스트가 짐을 내리는 동안은 계속 회생 상태입니다. 이때 %ED는 감속 시간이 아니라 내리는 시간 전체로 잡아야 하고, 40~50%까지 올라가기도 합니다.
• 여름 반 내부 온도를 뺀다 — 제동저항은 정상 동작에서도 상당히 뜨겁고, DBU가 견디는 주위 온도는 40°C까지입니다. 제어반 안이 여름에 45°C를 넘는 현장이면 계산값보다 한 단계 위 용량을 고르는 게 안전합니다.

인버터에도 저항 사용률을 넣는 파라미터가 따로 있습니다. LS iG5A 계열은 보호 기능 항목에 DB 저항 사용률 설정이 있어서, 실제 사용률을 넣어두면 인버터가 저항 과열을 추정해서 막아줍니다.
저항을 달았으면 이 파라미터도 반드시 실제 사용률로 바꾸세요.
초기값 그대로 두고 쓰다가 저항을 태우는 사례가 적지 않습니다.

회생 컨버터 — 열로 버리지 않고 전기로 되돌리는 쪽

회생 컨버터는 회생 에너지를 저항으로 태우는 대신 전원 계통으로 밀어 올려 되돌려 보내는 장치입니다.
전원 회생 유닛, 회생 유닛, 액티브 프런트 엔드(AFE)라고도 부릅니다. 제동저항과 목적은 같지만 접근이 정반대라, 여기까지 오면 제동저항도 DBU도 아예 필요 없어집니다.

왜 구조가 다를까?

범용 인버터의 입력단은 다이오드 6개짜리 정류기입니다.
다이오드는 전류를 한 방향으로만 통과시키니 전기가 전원 쪽으로 나갈 길이 없고, 그래서 회생 에너지가 DC 링크에 갇힙니다. 회생 컨버터는 이 다이오드 자리를 IGBT 스위치로 바꿔 양방향으로 통하게 만든 제품입니다.

회생할 때는 이 IGBT가 DC 링크의 전기를 계통 주파수·위상에 맞춘 교류로 바꿔 전원 쪽으로 내보냅니다. 계통 전압보다 살짝 높은 전압을 만들어 밀어내기 때문에, 위상을 정확히 맞추는 제어가 핵심입니다. 그래서 회생 컨버터에는 계통 전압을 읽는 회로와, 전류 파형을 다듬는 리액터·필터가 함께 붙습니다.

장단점

장점은 명확합니다. 회생 에너지를 버리지 않고 재사용하니 그만큼 전기요금이 줄고, 제어반 안에서 열이 나지 않으니 냉각 부담도 사라집니다. 상시 회생이 걸리는 설비에서는 전력 절감분만으로 몇 년 안에 장비값을 뽑는 경우도 있습니다. 저항 발열이 없어서 제어반을 작게 짤 수 있는 것도 덤입니다.

단점은 비용과 복잡성 입니다.
회생 컨버터는 인버터 본체와 맞먹거나 더 비싸고, 전용 리액터와 필터까지 세트로 들어갑니다. 계통에 전기를 되돌려 보내는 물건이라 고조파와 역률 관리도 따라오고, 한전 수전 설비 조건에 걸리는지 확인이 필요한 현장도 있습니다. 가끔 감속하는 설비에 회생 컨버터를 넣으면 회수는 안 되고 관리 항목만 늘어납니다.

제동저항과 회생 컨버터, 어디서 갈리나

구분하는 기준은 단순합니다.
회생이 가끔 짧게 나면 제동저항, 늘 길게 나면 회생 컨버터입니다.
사용률이 30%를 넘는 설비에 굳이 제동저항을 붙이면 저항이 인버터보다 커지고 제어반 냉각비까지 붙어서, 결국 회생 컨버터 값을 넘겨버리기도 합니다. 엔진 다이나모나 시험 설비처럼 부하가 사실상 계속 발전만 하는 경우에는 처음부터 회생 컨버터를 쓰는게 맞습니다.

알루미늄 하우징 제동저항은 수백 W급이 수만 원대, 1~2kW급 격자형이 십수만 원대입니다.
외장 DBU는 용량에 따라 수십만 원에서 백만 원대까지 가고, 회생 컨버터는 인버터 본체와 비슷하거나 더 나갑니다. 저항 하나 아끼려다 인버터를 태우면 손익이 뒤집힙니다. 애매하면 저항 쪽에 여유를 주는 편이 결국 쌉니다. 정확한 가격은 용량·브랜드·수량에 따라 크게 달라지니 실제 견적으로 확인하는게 좋습니다.

제동저항·DBU 결선 방법 7단계

제동저항 결선 사고는 거의 다 단자를 잘못 무는 데서 납니다.
특히 DBU의 출력 단자(B1, B2)를 입력 단자(P, N)에 물면 그 자리에서 유닛이 나갑니다. 순서대로 짚어가며 작업하세요.

1. 전원 차단과 방전 확인 — 차단기를 내리고 10분 이상 기다린 뒤, P(+)-N(-) 사이가 DC 30V 이하인지 테스터로 직접 봅니다. 표시부가 꺼졌다고 방전이 끝난 게 아닙니다.
2. 단자 구성 확인 — B1·B2가 있으면 저항만, P(+)·N(-)만 있으면 DBU까지 필요합니다.
3. DBU 설치 — 불연재 위에 수직으로, 좌우 5cm·상하 10cm 이상 띄웁니다. 눕혀 달면 자연 냉각이 안 됩니다.
4. 인버터 ↔ DBU 연결 — P(+)는 P(+)로, N(-)는 N(-)로 갑니다. 극성을 바꿔 물면 유닛과 인버터가 같이 나갑니다. 배선은 5m 이내에 두 가닥을 꼬아서.
5. DBU ↔ 저항 연결 — B1, B2에 저항 두 가닥. 이 구간도 5m 이내에 꼬임 배선입니다.
6. 접지와 알람 배선 — 접지는 전용 단자에 뭅니다. 알람 접점(A접점·B접점·공통)은 시퀀스에 물려 과열 때 라인을 세우게 합니다. 알람 배선은 실드선이나 트위스트선을 쓰고 주회로와 같은 덕트에 넣지 않습니다.
7. 파라미터 설정과 시운전 — DB 사용률을 실제 값으로 넣고, 감속 시간을 조금씩 줄여가며 OV 트립이 사라지는지 봅니다.

배선 굵기와 조임 토크는 기종마다 정해져 있습니다. LS DBU 400V급이라면 주회로 단자가 M4 나사에 조임 토크 1.4N·m, 전선은 2.5mm²(12AWG)입니다. 압착 단자를 쓰고 규정 토크로 조이세요. 느슨하면 접촉 저항 때문에 열이 나고, 너무 조이면 단자가 깨집니다.

설치 주의사항과 자주 나는 고장

제동저항은 원래 뜨거워지라고 만든 부품입니다.
정상 동작에서도 표면이 수백 도까지 오르는 제품이 있으니, “고장 나서 뜨거운 것”과 “정상인데 뜨거운 것”을 구분할 줄 알아야 합니다. 그렇다고 아무 데나 달아도 된다는 뜻은 아닙니다.

설치 위치

저항은 반드시 불연성 자재 위에 달고, 주변 배선·플라스틱 덕트·명판과 거리를 충분히 둡니다. 제어반 안에 넣는다면 위쪽에 배치해 열이 위로 빠지게 하고, 저항 바로 위에는 다른 기기를 두지 않습니다. 반 밖에 단다면 사람 손이 닿는 자리를 피하고, 필요하면 방열 커버를 씌웁니다. 저항 위로 제어 케이블이 지나가면 피복이 녹아 단락 사고가 납니다.

과열 보호는 저항 자체에도 걸어야 한다

인버터의 DB 사용률 파라미터는 어디까지나 추정 보호입니다. 실제 저항 온도를 재는 게 아니라 동작 시간으로 계산하니, 주위 온도가 높거나 냉각이 나쁘면 보호가 늦게 듭니다. 그래서 중용량 이상 제동저항에는 열동 접점(서모스탯)을 넣은 제품이 많고, 이 접점을 인버터의 외부 트립 입력이나 주회로 전자접촉기 코일에 물려 두는 게 표준입니다. Eaton도 저항 뱅크가 여러 개면 각 열 센서를 직렬로 묶어 차단기를 떨어뜨리라고 권고합니다.

증상별 원인 정리

표에서 제일 위험한 줄은 아래에서 두 번째입니다. 설비가 서 있는데도 저항이 계속 뜨겁다면 제동 트랜지스터가 단락 고장으로 계속 붙어 있을 가능성이 큽니다. 저항에 DC 링크 전압이 끊임없이 걸리는 상태라 불이 날 수 있으니 즉시 전원을 내리세요.

점검 주기

일상 점검은 눈으로 봐도 충분합니다. 저항 표면이 변색됐는지, 그을음이 있는지, 고정 볼트가 풀렸는지, 배선 피복이 상했는지 봅니다. 정기 점검에서는 저항값을 실측해 규격에서 크게 벗어나지 않았는지 확인합니다. DBU는 제조사가 PCB 전해 콘덴서 교체 주기를 5년으로 잡아놨으니, 오래된 설비라면 이 항목도 점검표에 넣으세요. 한 가지 더, DBU에는 메거 테스트(절연저항 측정)를 하면 안 됩니다. 내부 반도체가 깨집니다.

인버터 용량 선정과 제동저항 선정은 같이 봐야 합니다. 용량 계산 쪽은 인버터 용량 선정 방법 (feat.인버터 용량 자동 계산기)에 계산기와 함께 정리해뒀습니다. 제조사 사양은 LS ELECTRIC 공식 사이트에서 기종별 매뉴얼을 내려받아 확인하는 게 가장 정확합니다.

현장에서 헷갈리는 것들 Q&A

Q1. 제동저항과 직류 제동(DC Braking)은 같은 건가요?

A. 다릅니다. 직류 제동은 모터 권선에 직류를 흘려 자속을 고정시켜 세우는 인버터 자체 기능이라 외부 부품이 필요 없습니다. 대신 저속에서 마무리로 세우는 용도이고 정지 토크를 만들지도 못합니다. 고속에서 큰 관성을 빠르게 줄이는 일은 제동저항 몫입니다. 둘은 보통 같이 씁니다. 감속 구간은 제동저항이 맡고, 마지막 0~5Hz 구간을 직류 제동이 마무리합니다.

Q2. 제동저항을 달았는데도 OV 트립이 계속 납니다.

A. 순서대로 짚으세요. 먼저 전원을 내리고 10분 기다린 뒤, 저항 배선 한쪽을 단자에서 풀고 테스터 저항 레인지로 양단을 잽니다. 배선을 물린 채로 재면 인버터 내부 회로가 병렬로 잡혀 엉뚱한 값이 나옵니다. 규격값의 ±10% 안이면 정상, 무한대(OL)면 단선입니다. 저항이 멀쩡하면 결선을 보고 B1-B2가 제대로 물렸는지 확인합니다. 그다음은 저항값이 너무 큰 경우인데, 계산표보다 한참 큰 저항을 달았다면 제동력 자체가 모자란 겁니다. 여기까지 다 정상인데 트립이 난다면 제동 트랜지스터 고장이거나 감속 시간을 너무 짧게 잡은 설정을 의심하세요.

Q3. 저항값을 카탈로그보다 크게 쓰면 어떻게 되나요?

A. 제동 토크가 그만큼 줄어듭니다. 89Ω 자리에 180Ω을 달면 제동 전력이 절반이 되니 감속 시간을 두 배로 늘려야 트립 없이 섭니다. 설비에 그만한 여유가 있으면 상관없지만, 사이클 타임이 정해진 라인이라면 생산량이 깎입니다. 거꾸로 작게 쓰는 쪽은 위험하니 피하세요.

Q4. 인버터 여러 대가 제동저항 하나를 같이 쓸 수 있나요?

A. 저항 하나를 여러 인버터가 나눠 쓰는 구성은 권하지 않습니다. 대신 여러 인버터의 DC 링크(P/N)를 공통으로 묶고 DBU를 한 대만 두는 공통 DC 버스 구성은 실제로 많이 씁니다. 이러면 한 축이 회생할 때 다른 축이 그 전기를 받아 쓰기 때문에 제동저항 부담 자체가 줄어드는 이점도 있습니다. 다만 기종마다 DC 버스를 공통으로 쓸 수 있는지, 조건이 뭔지가 다르니 제조사 확인이 필요합니다.

Q5. 제동저항 배선은 왜 5m 이내로 제한하나요?

A. 초퍼가 수 kHz로 스위칭하다 보니 배선이 길면 인덕턴스 성분이 커지고, 스위칭하는 순간 서지 전압이 생겨 트랜지스터에 부담을 줍니다. 노이즈도 더 퍼집니다. 그래서 매뉴얼이 인버터-DBU, DBU-저항 두 구간 모두 5m 이내와 꼬임 배선을 요구합니다. 거리가 어쩔 수 없이 멀어지면 최소한 두 가닥이라도 꼬아서 루프 면적을 줄이세요.

Q6. 제동저항은 넉넉하게 큰 걸로 달면 무조건 좋은가요?

A. 와트 용량은 크게 잡아도 손해가 없지만 저항값은 다릅니다. 와트만 키운 제품(예: 89Ω 600W → 89Ω 1,200W)은 열 여유가 늘어나니 안전한 쪽입니다. 반면 저항값을 낮추면 전류가 커져서 트랜지스터 정격을 넘길 수 있습니다. 여유는 와트로 주고 옴은 계산값을 지키세요.

Q7. DBU만 사면 제동이 되나요?

A. 안 됩니다. DBU 안에 든 건 제동 트랜지스터, 즉 스위치뿐이라 전기를 실제로 소비할 저항이 없으면 아무 일도 일어나지 않습니다. DBU를 쓰는 구성에서도 제동저항은 반드시 별도로 사서 DBU의 B1·B2에 물어야 합니다. 반대로 인버터에 B1·B2가 이미 있다면 DBU는 살 필요가 없고 저항만 있으면 됩니다.

정리 — 오늘 확인할 것 하나

구성부터 정리하면 이렇습니다. 스위치 역할은 제동 트랜지스터, 전기를 태우는 건 제동저항, 인버터에 스위치가 없을 때 대신 사는 게 DBU, 아예 태우지 않고 돌려보내는 노선이 회생 컨버터입니다. 어느 구성이든 저항을 쓰는 쪽이라면 저항은 따로 사야 합니다.

선정은 결국 숫자 두 개입니다. 저항값은 R = V_DC² ÷ P_제동, 와트는 P_제동 × %ED로 나옵니다. 저항값은 계산값보다 작게 가면 물건이 깨지고 크게 가면 제동력이 모자랍니다. 와트는 여유를 줘도 손해 볼 일이 없습니다.

담당 설비 제어반을 열었을 때 제동저항이 달려 있다면, 오늘은 인버터의 DB 저항 사용률 파라미터가 실제 %ED와 맞는지만 확인해보세요. 초기값 그대로 방치된 경우가 꽤 많은데, 이 한 줄이 저항 수명을 몇 배 바꿔놓습니다.

본 글은 일반적인 기술 정보 제공을 목적으로 작성되었으며, 실제 설계 및 시공 시에는 반드시 자격을 갖춘 전문가와 상담하시기 바랍니다. 현장 조건과 법규에 따라 적용 방법이 달라질 수 있습니다.