호이스트 권상모터 설계법

아래는 천장크레인·호이스트용 권상모터 설계 방법을 실무 설계 순서 + 계산식 + 판단 기준 중심으로 정리한 내용입니다.
(현장·제작 설계에 바로 쓰실 수 있게 구성했습니다)

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1️⃣ 권상모터 설계의 기본 개념

권상모터는 단순히 “하중을 드는 모터”가 아니라,

✔ 정격하중을 안전하게 인양
✔ 기동·가속·제동 시 과부하 견딤
✔ 반복 기동·정지 (S3, S4 운전)
✔ 제동기 + 감속기와 시스템으로 작동

하는 시스템 설계 대상입니다.

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2️⃣ 설계 입력 조건 (필수)

항목기호설명

정격하중	W	kg 또는 kN
후크블록 중량	Wₕ	포함해야 함
와이어 수	n	유효 권상줄 수
드럼 직경	D	m
인양속도	v	m/min
기계효율	η	0.80~0.90
서비스팩터	SF	1.25~1.6
사용등급	FEM / ISO	M3~M7

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3️⃣ 권상부 하중 계산

① 총 인양하중

[
W_{total} = W + W_h
]

② 와이어 1본당 장력

[
T = \frac{W_{total} \cdot g}{n}
]

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4️⃣ 드럼 토크 계산 (핵심)

드럼 반경

[
R = \frac{D}{2}
]

드럼 요구 토크

[
T_{drum} = \frac{W_{total} \cdot g \cdot R}{\eta}
]

(η = 감속기·베어링·권상손실 포함)

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5️⃣ 감속기 & 모터 토크 산정

감속비

[
i = \frac{n_{motor}}{n_{drum}}
]

모터 요구 토크

[
T_{motor} = \frac{T_{drum}}{i} \times SF
]

※ 기동토크 여유 확보 필수

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6️⃣ 모터 출력(Power) 계산

드럼 회전수

[
n_{drum} = \frac{v}{\pi D}
]

모터 출력

[
P = \frac{W_{total} \cdot g \cdot v}{60 \cdot \eta}
\quad [kW]
]

👉 이 식이 실무에서 가장 많이 쓰입니다

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7️⃣ 운전 방식에 따른 모터 선정 기준

✔ 권상모터 전용 사양

항목요구 조건

모터 종류	유도전동기 (농형)
극수	4P, 6P
운전	S3, S4 반복
절연	F 이상
기동토크	정격의 ≥ 200%
제동기	DC 브레이크
냉각	IC411

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8️⃣ 브레이크(제동기) 토크 산정

[
T_{brake} \ge 1.5 \sim 2.0 \times T_{motor}
]

✔ 정전 시 자동 작동형(Fail-Safe)
✔ 브레이크는 모터축 직결이 원칙

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9️⃣ 사용등급별 모터 여유율 (ISO / FEM)

사용등급적용현장출력 여유

M3	경작업	1.25
M4	일반공장	1.4
M5	중작업	1.6
M6	제철·시멘트	1.8
M7	연속중부하	2.0↑

📌 시멘트 공장 기준 → 최소 M5~M6

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🔟 실무 체크리스트 (중요)

✅ 정격하중 외 후크·쉬브 중량 포함 여부
✅ 기동 시 미끄럼·슬립 발생 여부
✅ 인버터 사용 시 저속토크 확보
✅ 정전 시 하중 유지 가능 여부
✅ 브레이크 라이닝 마모 고려

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1️⃣1️⃣ 간단 예제 (10톤 호이스트)

• 하중: 10,000 kg
• 후크블록: 1,000 kg
• 인양속도: 10 m/min
• 효율: 0.85

[
P = \frac{11,000 \times 9.81 \times 10}{60 \times 0.85}
= 21.2 kW
]

👉 모터 선정: 22~30 kW (M5 기준)

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📌 다음 단계로 도와드릴 수 있는 것

✔ 10톤·20톤 실제 모터 선정 계산서 (엑셀)
✔ 감속기 + 모터 + 브레이크 세트 설계 예
✔ 인버터 사용 시 토크 보정법
✔ 권상모터 과열/트립 원인 분석표

어디까지 필요하신지 말씀주시면 설계용 자료 형태로 바로 만들어드리겠습니다.