개념 한 쪽
전기공사기사 회전자기장 — 크기와 방향, 고조파 회전, 홈 간격 전기각
회전자기장 세트는 평형 3상 교류가 만드는 회전자계의 성질, 전동기 회전방향과 회전자계의 관계, 기본파와 반대 방향으로 도는 고조파, 9차 고조파의 회전 특성, 회전자 구조에 따른 분류, 4극 60Hz의 동기속도, 4극 48홈 전동기의 홈 간격 전기각을 묻는다.
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뜻
대칭 3상 권선에 평형 3상 교류가 흐르면 세 상의 자기장이 합성되어 일정한 크기와 속도로 도는 회전자계가 생긴다. 이 자기장은 전원 주파수로 정해진 동기속도로 돌며, 그 속도가 동기속도보다 느려지는 것은 아니다.
3상 유도전동기의 회전방향은 회전자계의 회전방향과 같다. 회전자계가 회전자를 끌어당겨 함께 돌기 때문에, 회전자계의 방향이 바뀌면 전동기의 회전방향도 바뀐다.
공간고조파의 회전방향에는 규칙이 있다. 차수가 6의 배수에서 1을 뺀 수인 5차, 11차 등은 기본파와 반대 방향으로 돌고, 6의 배수에서 1을 더한 수인 7차, 13차 등은 같은 방향으로 돈다. 3의 배수 고조파인 9차는 세 상이 같은 위상으로 겹쳐 회전하는 자계를 만들지 못하고 펄스성 자속만 만든다.
유도전동기는 회전자 구조에 따라 농형과 권선형으로 나뉜다. 전원에 따라 단상과 3상으로, 단상 기동 방식에 따라 분상형과 콘덴서형으로 나누는 것과 구분해야 한다. 농형은 구조가 단순하고 견고하며 값이 싸고, 권선형은 슬립링으로 외부 저항을 넣어 기동특성을 조절할 수 있다.
동기속도는 Ns=120f/P다. 4극 60Hz이면 1800rpm이다. 4극 고정자의 홈수가 48이면 기계적 홈 간격은 360÷48인 7.5도이고, 전기각은 기계각에 극쌍 수 2를 곱한 15도다.
예제
출제 패턴은 세 가지다. ① 회전자계 — 크기는 일정, 속도는 주파수로 정해지고, 두 상을 바꾸면 방향만 역전된다. ② 고조파 — 6n−1차는 역방향, 6n+1차는 정방향, 3의 배수는 회전 자계를 만들지 못한다. ③ 전기각 — 기계각에 극쌍 수를 곱한다. 4극 48홈이면 7.5×2인 15도다.
자주 묻는 물음
- 3상 유도전동기의 회전방향은 무엇으로 정해지나요?
- 회전자계의 회전방향과 같습니다. 회전자계가 회전자를 끌고 가기 때문입니다.
- 기본파와 반대 방향으로 도는 고조파는?
- 6의 배수에서 1을 뺀 차수, 곧 5차·11차 등입니다. 6n+1차는 같은 방향입니다.
- 4극 고정자 홈수가 48일 때 홈 간격의 전기각은?
- 15도입니다. 기계각 360÷48인 7.5도에 극쌍 수 2를 곱합니다.
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