전기기사 유도전동기의 특성 — 전압↑ 슬립↓·2차 효율 1−S·기동토크용 2차저항

전압 변화의 영향은 토크 비례식에서 나온다. 기동토크·최대토크는 전압의 2제곱에 비례하므로, 일정 토크 부하에서 전압이 10[%] 상승하면 같은 토크를 얻는 데 필요한 슬립이 작아지고 회전속도는 그만큼 증가한다. 자속이 커져 히스테리시스손·와류손 같은 철손도 증가한다. 그러므로 「슬립이 작아진다」·「히스테리시스손과 와류손이 증가한다」는 옳은 진술이고 「속도가 감소한다」는 틀린 진술로 나온다.

부하와 슬립의 관계가 두 번째 축이다. 부하(다이나모미터의 부하전류)가 증가하면 더 큰 토크가 필요해 슬립이 커지고 속도는 감소한다. 회전자에 전달된 전력 가운데 기계적 출력으로 변환되는 비율은 1−S고, 나머지 S만큼은 회전자 구리손으로 열로 없어진다. 그래서 슬립 S[%]일 때 2차 효율은 1−S로 답한다.

권선형 유도전동기의 2차 저항 조작은 토크 곡선을 움직인다. 전부하 슬립 5[%]·2차 1상 저항 1[Ω]인 전동기에서 기동토크(s=1)를 전부하 토크와 같게 하려면 외부저항 (1/s−1)r2 = (1/0.05−1)×1 = 19[Ω]을 삽입한다. 이때 최대토크의 값 자체는 회전자 저항과 무관하게 일정하다 — 저항을 3배로 하면 최대토크가 나오는 슬립 위치만 이동할 뿐이다. 토크의 크기 계산은 T = P/ω로 한다. 20[HP](=20×746 = 14,920[W])·1450[rpm]이면 ω = 2π×1450/60 ≈ 151.9[rad/s], T ≈ 98.2[N·m]이고 9.8로 나누면 약 10.0[kg·m]다. 간이식으로는 토크(kg·m) = 974×출력(kW)/회전수(rpm)를 쓴다.