2026-09-12모터진단한국디지탈콘트롤(주) 기술연구소

모터 형식을 가르는 네 가지 기준

설비 대장에 「저압·농형·표준·전폐형」 같은 말이 한 줄로 적혀 있습니다. 한 덩어리처럼 보이지만 사실은 서로 다른 구분 네 개가 나란히 적힌 것입니다. 전압이 어느 계급인가, 회전자를 어떻게 만들었는가, 효율이 어느 등급인가, 외피가 바깥 공기를 들이는가 — 넷은 각각 따로 정해지고, 그래서 조합이 여럿 생깁니다. 진단이나 정비 계획을 세울 때 이 네 칸을 갈라 읽지 않으면, 같은 용량·같은 극수인데 기준이 왜 다른지를 설명할 수 없게 됩니다.

형식 이름은 한 덩어리가 아니다

모터 제원표는 흔히 전압 계급으로 먼저 갈라 놓고, 그 아래를 다시 형식으로 나눕니다. 그래서 한 칸에 「고효율 농형 전폐형」, 다른 칸에 「표준 권선형 보호형」 같은 이름이 서게 됩니다. 이름이 길어 보이지만 붙은 말마다 가리키는 대상이 다릅니다.

• 전압 계급 — 저압이냐 고압이냐. 기계가 어느 반(盤)에 물리는지가 여기서 정해집니다
• 회전자 구조 — 농형이냐 권선형이냐. 도는 쪽을 어떻게 만들었는가입니다
• 효율 등급 — 같은 출력을 내는 데 전기를 얼마나 덜 쓰는가입니다. 설비 대장에는 「표준」·「고효율」이라는 오래된 표기가 남아 있곤 하는데, 이는 현장 통칭이고, 국내 제도상의 근거가 무엇인지는 이 글에서 다루지 않습니다. 이 표기를 지금의 등급 체계에 맞대 놓을 수 있는지는 뒤에서 따로 짚습니다
• 외피와 냉각 — 보호형이냐 전폐형이냐. 열을 어떤 길로 버리는가이고, 그 길이 동시에 먼지와 물이 들어오는 길이기도 합니다

네 칸은 서로의 값을 정하지 않습니다. 농형이라고 해서 전폐형인 것도, 전폐형이라고 해서 고효율인 것도 아닙니다. 그래서 설비 대장에 형식을 적을 때는 네 칸을 다 채워야 형식이 정해집니다. 다만 네 칸을 다 채워도 물건 하나로 특정되지는 않습니다. 이름은 어느 갈래인지까지만 말하고, 그것이 어느 정도인지는 말해 주지 않기 때문입니다. 이를테면 넷째 칸의 「전폐형」은 안과 밖의 공기를 갈라 놓았다는 갈래를 말할 뿐, 그 벽이 이물과 물을 어디까지 막는지, 안의 열을 어떤 경로로 넘기는지까지 정해 주지는 않습니다. 그 「어디까지」와 「어떤 경로로」를 적는 것이 뒤에서 볼 IP·IC 코드입니다. 무엇이 비는지는 거기서 짚습니다. 아래에서 이 가운데 회전자와 외피를 차례로 봅니다. 현장에서 가장 자주 헷갈리는 두 칸입니다.

회전자 — 농형과 권선형

유도전동기는 고정자가 만든 돌아가는 자기장이 회전자에 전류를 일으키고, 그 전류가 다시 자기장과 맞물려 힘을 내는 구조입니다. 회전자에 전류가 흐르려면 닫힌 회로가 있어야 하는데, 그 회로를 어디서 닫느냐가 농형과 권선형을 가릅니다.

농형 — 회로가 기계 안에서 닫힌다

농형 회전자는 철심에 낸 홈마다 도체 막대(회전자봉)를 넣고, 양쪽 끝을 단락환이라는 고리로 한꺼번에 이어 놓은 구조입니다. 단락환은 봉들의 끝을 전기적으로 한데 잇는 둥근 고리를 말합니다. 막대를 따로 만들어 박아 넣은 것도 있고, 알루미늄을 홈과 단락환까지 한 번에 주조해 만든 것도 있습니다. 봉과 단락환이 이루는 모양이 짐승 우리(농, 籠)처럼 생겨 붙은 이름입니다.

중요한 점은 회전자 회로가 기계 안에서 이미 닫혀 있어, 밖으로 나오는 전기 접속이 없다는 것입니다. 그래서 회전자 회로 쪽에는 닳는 접촉 부품이 없고, 뒤에 볼 권선형에 견주면 구조가 단순해 부품 수가 적습니다. (축전류를 빼내려고 다는 접지 브러시는 회전자 회로와 별개입니다.) 고장이 나지 않는다는 뜻은 아닙니다 — 회전자봉과 단락환은 농형의 대표적인 고장 자리입니다. 다만 밖으로 나와 닳는 부품이 없다는 점이 뒤에 볼 권선형과 갈리는 대목입니다. 대신 회전자 회로 쪽에서는 기동 전류와 기동 토크를 나중에 손볼 수단이 없습니다. 홈의 모양을 어떻게 내느냐로 회전자 쪽 기동 특성을 정해 두기는 하지만, 그것은 만들 때 정해져 굳는 값이라 물건이 들어온 뒤에는 바꿀 수 없습니다. 기동을 조절하는 길이 없다는 뜻이 아닙니다 — 농형에서는 Y-Δ 기동·리액터 기동·기동보상기·소프트스타터·인버터처럼 고정자 쪽에 기동 장치를 두어 전류와 토크를 조절하며, 저압 현장에서는 그렇게 푸는 경우가 많습니다. 회전자봉이나 단락환이 깨지면 어떤 흔적이 남는지는 따로 다룰 주제입니다.

권선형 — 회로를 밖으로 꺼낸다

권선형 회전자는 회전자에도 고정자처럼 3상 권선을 감고, 그 끝을 축에 끼운 슬립링과 거기에 눌러 붙인 브러시를 통해 기계 밖으로 끌어냅니다. 슬립링은 도는 축과 함께 도는 금속 고리이고, 브러시는 그 고리에 미끄러지며 닿아 전기를 주고받는 접촉자입니다. 회로가 밖에서 닫히므로 그 사이에 저항기를 넣었다 뺐다 할 수 있습니다.

회전자 쪽 저항을 크게 하면 최대 토크가 나오는 슬립이 높은 쪽으로 옮겨 갑니다. 슬립은 동기속도와 실제 회전속도의 차이를 동기속도로 나눈 값이고, 정지 상태에서 1 이었다가 속도가 붙을수록 작아집니다. 그래서 저항을 넣은 채 기동하면 같은 기동 전류에서 더 큰 토크를 얻거나, 같은 토크를 더 작은 전류로 얻을 수 있습니다. 다만 저항을 키울수록 계속 좋아지는 것은 아닙니다. 옮겨 가는 것은 최대 토크가 어느 슬립에서 나오는가일 뿐, 최대 토크의 크기 자체는 그대로입니다. 그래서 최대 토크가 정지 상태(슬립 1)에 오도록 맞췄을 때 기동 토크가 가장 커지고, 그보다 더 키우면 기동 토크는 다시 떨어집니다. 속도가 붙으면 저항을 단계적으로 줄이고, 마지막에는 슬립링 쪽을 단락해 농형과 비슷한 상태로 운전합니다. 관성이 큰 부하를 천천히 끌어올려야 하거나, 전원이 약해 기동 전류를 억눌러야 하는 자리 가운데 고정자 쪽 기동 장치로는 풀리지 않는 경우에 이 방식을 씁니다.

권선형의 대가는 정비 대상이 늘어난다는 것입니다. 슬립링과 브러시는 닿아서 미끄러지는 부품이라 닳고, 탄소 가루가 생겨 주변을 더럽히며, 브러시 압력이 고르지 않으면 접촉이 나빠집니다. 여기에 외부 저항기와 그 단락 장치, 그리고 회전자 쪽 인출 배선이 함께 딸려 옵니다. 모터 한 대를 보는 것이 아니라 회전자 회로 전체를 보는 일이 됩니다.

외피와 냉각 — 보호형과 전폐형

모터는 넣은 전기의 일부를 열로 버립니다. 그 열을 어느 길로 내보내는가가 이 칸의 내용입니다. 그런데 열이 나가는 길과 먼지·물이 들어오는 길은 같은 길이 될 수도, 갈라 놓을 수도 있습니다. 그 둘을 겹쳐 두느냐 갈라 두느냐가 곧 보호형과 전폐형의 차이입니다.

보호형 — 바깥 공기가 기계 안을 지나간다

보호형은 외피에 통풍구를 두어 바깥 공기를 안으로 들이고, 그 공기가 권선을 스쳐 지나가며 곧바로 식히는 방식입니다. 열을 내는 자리에 찬 공기가 직접 닿으므로, 뒤에 볼 전폐형보다 냉각이 유리합니다. 다만 같은 크기의 전폐형과 견줄 때, 그리고 들어오는 공기가 깨끗하고 통풍로가 막히지 않았을 때의 이야기입니다. 「보호」라는 말은 구멍이 뚫려 있기는 하되 손이나 큰 이물이 곧장 들어가지는 못하게 막아 두었다는 뜻이지, 바깥 환경으로부터 안을 지킨다는 뜻이 아닙니다. 막긴 막되 어느 정도까지 막는지는 이름이 정하지 않습니다. 그것은 뒤에 볼 코드가 정합니다.

뒤집어 말하면 공기에 실려 오는 미세한 것은 그대로 들어옵니다. 흡입 쪽에 필터를 따로 달지 않았다면 걸러 줄 것이 없습니다. 분진이 많은 자리에서는 권선 표면과 통풍로에 먼지가 쌓이는데, 이때는 처음의 이점이 반대로 돌아섭니다. 쌓인 먼지가 열이 나가는 길을 덮어 오히려 온도가 더 오르고, 습기가 함께 앉으면 절연 쪽도 나빠집니다. 보호형의 냉각 이점은 「깨끗한 공기」라는 조건이 붙은 이점입니다.

전폐형 — 안과 밖의 공기가 섞이지 않는다

전폐형은 안팎의 공기가 자유롭게 오가지 못하게 막아 둔 구조입니다. 안의 공기는 안에서만 돌면서 열을 외피 안쪽이나 열교환기에 넘기고, 그 열이 바깥 공기로 건너갑니다. 가장 흔한 것은 축 끝에 단 팬으로 외피 바깥 표면을 훑어 버리는 방식입니다. 이때는 몸통에 축 방향(길이 방향)으로 냉각핀을 세워 표면을 넓히고, 팬이 일으킨 바람이 그 핀 사이를 따라 흐르게 합니다. 팬 없이 외피 표면만으로 식히는 것, 열교환기를 얹어 그쪽으로 열을 넘기는 것도 있습니다.

이런 구조라서 더러운 공기·부유물이 많은 자리에 유리합니다. 바깥 공기가 권선을 직접 스치지 않으니, 공기에 실려 온 것이 안에 쌓이는 길이 그만큼 좁아집니다. 다만 물기는 여기에 함께 묶이지 않습니다. 물이 어디까지 들어오지 못하느냐는 「전폐형」이라는 이름이 정하는 것이 아니라 IP 코드가 따로 정하고, 그 까닭은 바로 아래에서 봅니다. 대신 열이 외피라는 벽을 한 번 더 건너야 합니다. 그래서 크기와 주위 조건을 똑같이 맞춰 놓고 견주면 버릴 수 있는 열이 보호형보다 적고, 같은 출력을 내려면 외피를 키우거나 냉각핀·팬을 더 쓰게 됩니다. 다만 현장에서는 그렇게 조건을 맞춰 견줄 수가 없습니다. 실제 온도 상승은 기계의 크기와 설계 여유, 주위 공기의 상태, 설치 조건이 함께 정하므로, 형식 이름만으로는 답이 나오지 않습니다.

마지막 줄이 이 구분을 실무로 끌어오는 대목입니다. 같은 「온도가 올랐다」는 증상도 형식에 따라 먼저 볼 자리가 다릅니다. 외부 팬이 달린 전폐형이라면 바람을 일으키는 쪽과 바람을 몰아 주는 쪽을 갈라 봐야 합니다. 날개가 깨졌거나 허브가 풀려 팬이 축과 함께 돌지 않으면 바람 자체가 줄고, 팬커버가 떨어져 나가거나 어긋나 있으면 팬은 멀쩡히 도는데 그 바람이 냉각핀을 훑지 못하고 옆으로 흩어집니다. 보호형이라면 그 자리가 아니라 통풍구와 내부 통풍로가 먼지로 막혀 있는 쪽이 먼저 의심할 자리입니다.

이름 대신 코드로 적는 이유

「전폐형」·「보호형」은 오래 쓰여 온 관례적인 이름이고, 어디까지 막아 주는지는 그 이름이 정하지 않습니다. 같은 「보호형」이라도 물방울까지 막는 것과 그렇지 않은 것이 있고, 같은 「전폐형」이라도 물 뿌림에 견디는 정도가 다릅니다. 그래서 규격은 이름 대신 코드로 적게 해 두었습니다.

표를 이렇게 읽으면 됩니다 — 「전폐형」이라는 한 낱말을 코드로 옮기려면 IC 와 IP 를 둘 다 적어야 합니다. 안팎 공기가 섞이지 않는다는 것은 냉각 경로의 이야기라 IC 가 받고, 먼지와 물을 어디까지 막느냐는 IP 가 받습니다. 이름만 적으면 두 가지가 함께 비는 셈입니다. 구매 사양서에 「전폐형」이라고만 적고 IP 를 적지 않으면, 같은 낱말을 쓰고도 서로 다른 물건을 주고받을 수 있습니다. 설치 방식을 적는 IM 도 마찬가지로 함께 챙깁니다 — 같은 모터라도 세워서 쓰면 베어링이 받는 힘의 방향부터 달라지기 때문입니다.

효율 등급과 전압 계급 — 나머지 두 칸

남은 두 칸은 짧게 짚습니다. 효율 등급을 국제 규격 체계로 적을 때 쓰는 것이 IE 코드입니다. 국내 서류에는 오래된 구분 표기가 함께 남아 있는 일이 있으므로, 둘이 나란히 보일 수 있습니다. 상용 전원에 직결해 돌리는 교류 모터의 효율 등급을 정하는 규격이 IEC 60034-30-1:2025(제2판, 2025-12 발행)이고, 등급을 서류에 적을 때는 어느 기준으로 매긴 등급인지를 함께 밝혀 두는 편이 뒤탈이 없습니다.

전압 계급은 설계와 시공을 통째로 가릅니다. 같은 출력이라도 전압이 높으면 전류가 작아지므로 케이블·차단기·기동 방식이 통째로 달라지고, 절연 설계와 반의 구조도 달라집니다. 진단용 전류·전압 신호를 고압반에서 받느냐 저압반에서 받느냐도 여기서 갈리는데, 그것은 모터 고장, 전류만으로 미리 안다에서 다뤘습니다.

진단에서 형식을 먼저 묻는 이유

설비를 등록할 때 형식을 채워 달라고 하는 것은 서류를 갖추기 위해서가 아닙니다. 형식이 정해져야 무엇과 견줄지가 정해지기 때문입니다.

1. 기준이 되는 제원이 형식별로 갈려 있습니다. 같은 용량·같은 극수라도 회전자 구조가 다르면 정격 슬립이나 무부하 전류가 같지 않을 수 있고, 냉각 형식이 다르면 같은 크기의 틀에서 낼 수 있는 출력이 달라집니다. 그래서 제원표는 형식별로 갈라져 있고, 어느 표를 펴 놓고 볼지가 형식으로 정해집니다. 명판 값을 진단에 어떻게 쓰는지는 따로 다룰 주제입니다.
2. 회전자 구조가 다르면 봐야 할 자리가 다릅니다. 농형은 회전자 회로의 범위가 기계 안에서 끝나지만, 권선형은 슬립링·브러시·외부 저항기·인출 배선까지가 회전자 회로입니다. 브러시 접촉이 한쪽만 나빠지면 그 정도에 따라 회전자 3상의 균형이 깨질 수 있으므로, 농형에 쓰던 잣대를 그대로 가져다 쓸 수 없습니다.
3. 냉각 형식이 다르면 같은 온도 상승도 뜻이 다릅니다. 앞의 표대로, 보호형에서 온도가 오르면 통풍로와 주위 공기를 먼저 보고 외부 팬이 달린 전폐형에서는 팬과 핀 표면을 먼저 봅니다. 팬 없이 외피 표면만으로 식히는 것이나 열교환기를 두는 것은 볼 자리가 또 다릅니다.
4. 운전 이력을 견줄 상대가 형식으로 묶입니다. 같은 설비 안에서도 형식이 다른 모터끼리 기준을 맞추지 않고 값만 나란히 놓고 「이 대는 높다」고 읽으면 틀릴 수 있습니다. 견줄 것은 같은 형식끼리, 그리고 그 대의 예전 값입니다.

명판이 없거나 흐릴 때

오래된 설비에서는 명판이 지워졌거나 교체 이력이 남아 있지 않은 경우가 흔합니다. 그럴 때 겉에서 좁혀 들어가는 순서는 대략 이렇습니다.

정리

• 형식 이름은 한 덩어리가 아니라 전압 계급 · 회전자 구조 · 효율 등급 · 외피와 냉각 네 칸이 겹쳐 적힌 것입니다. 네 칸은 서로의 값을 정하지 않으므로 하나만 알아서는 나머지 셋이 정해지지 않고, 네 칸을 다 채워도 물건 하나로 특정되지는 않습니다 — 이름은 어느 갈래인지까지만 말하고, 어디까지 막고 어떤 경로로 식히는가는 IP·IC 코드가 말합니다. 다만 값이 아니라 어떤 체계로 적을 수 있는가에는 서로 걸리는 데가 있습니다 — 전압 계급에 따라 효율 등급 칸을 IE 로 채우지 못하기도 합니다.
• 농형은 회전자 회로가 기계 안에서 닫혀 밖으로 나오는 접속이 없고, 권선형은 슬립링·브러시로 꺼내 외부 저항을 넣습니다. 권선형은 기동을 조절할 수 있는 대신 닳는 부품과 외부 회로가 정비 대상으로 늘어납니다. 기동이 끝난 뒤에도 저항을 남기면, 부하가 걸려 있는 동안 회전자로 넘어간 전력의 슬립만큼이 회전자 회로에서 열로 버려집니다.
• 보호형은 바깥 공기가 안을 지나며 권선을 직접 식히고, 전폐형은 안팎 공기가 자유롭게는 오가지 못하게 막은 채 열만 외피 표면이나 열교환기를 거쳐 바깥 공기로 넘깁니다. 보호형의 냉각 이점에는 「공기가 깨끗할 때」라는 조건이 붙습니다. 먼지가 쌓이면 그 이점이 반대로 돌아섭니다.
• 「전폐」는 「밀폐」도, 「방폭」도 아닙니다. 어디까지 막아 주는지는 이름이 아니라 IP 코드가, 열을 어떻게 버리는지는 IC 코드가 정합니다. 사양서에 형식 이름만 적고 코드를 적지 않으면 같은 말을 쓰고도 다른 물건을 주고받을 수 있습니다.
• 진단에서 형식을 먼저 묻는 것은 무엇과 견줄지가 형식으로 정해지기 때문입니다. 기준이 되는 제원표, 봐야 할 회로의 범위, 온도가 올랐을 때 먼저 볼 자리가 형식마다 다릅니다.