개념 한 쪽
공조냉동기계산업기사 유도전동기의 종류 및 용도 — 농형·권선형의 특성
유도전동기는 회전자를 어떻게 만들었는지에 따라 농형과 권선형으로 갈리고, 기동 특성과 속도 조절 방식도 달라진다. 농형의 직접기동, 권선형의 2차 저항과 비례추이, 직류 분권전동기와 닮은 점, 회전력과 전압의 관계를 본다.
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뜻
농형유도전동기는 회전자에 단락 고리가 있어 기동할 때 회전자 자기장이 유도되어 토크가 발생한다. 그래서 기동장치 없이 직접 기동할 수 있다. 구조가 간단하고 유지보수가 쉬운 반면, 기동 토크는 권선형보다 작다.
권선형유도전동기는 2차 회로에 저항을 넣어 기동 토크를 키울 수 있다. 2차 저항을 늘리면 최대토크가 발생하는 슬립이 커지지만, 최대토크의 크기 자체는 저항과 무관하게 일정하다. 토크의 크기와 토크가 최대가 되는 위치를 구분해야 한다.
최대토크가 발생하는 슬립은 2차 저항에 비례하고 2차 리액턴스에 반비례한다. 리액턴스는 주파수에 비례하므로 슬립은 주파수에 반비례한다. 60Hz에서 16%인 전동기를 50Hz에서 쓰면 16×60/50=19.2%가 된다. 전압 변화는 토크의 크기에는 영향을 주지만 최대토크가 발생하는 슬립의 위치는 바꾸지 않는다.
권선형유도전동기는 직류 분권전동기와 특성이 비슷하다. 두 전동기 모두 저항을 이용한 속도 조절이 가능하고, 부하가 변해도 속도 변동률이 비교적 작다. 직류 분권전동기에만 정류자가 있고 권선형유도전동기에는 없다는 점은 차이다.
유도전동기의 회전력은 자속과 회전자 전류의 곱에 비례한다. 자속과 회전자 전류가 모두 단자전압에 비례하므로 토크는 전압의 제곱에 비례한다. 전압이 낮아지면 토크는 그 제곱만큼 줄어든다.
3상 유도전동기의 회전방향은 회전 자기장의 방향으로 정해진다. 전원 3선 가운데 2선을 바꾸면 상 순서가 뒤집혀 회전 자기장의 방향이 반대가 된다.
예제
선지 판단은 농형유도전동기를 기동장치 없이 직접 기동할 수 있다고 보는지, 권선형에서 2차 저항 증가가 최대토크 발생 슬립을 키우되 최대토크 크기는 바꾸지 않는다고 가르는지, 최대토크 슬립을 16×60/50=19.2%로 계산하는지, 권선형과 직류 분권전동기의 공통점을 저항 속도제어와 작은 속도 변동률로 짚는지, 유도전동기의 토크가 전압의 제곱에 비례한다고 보는지, 회전방향을 바꾸는 방법으로 전원 2선의 교환을 고르는지에서 갈린다. 회전자의 구조와 기동 특성을 맞게 연결한 선지가 맞고, 2차 저항을 늘리면 최대토크 크기도 커진다고 본 선지와 회전방향을 주파수 변환으로 바꾼다고 본 선지는 어긋난다.
자주 묻는 물음
- 농형유도전동기는 왜 기동장치 없이 기동할 수 있나요?
- 회전자의 단락 고리에 회전자 자기장이 유도되어 토크가 발생하기 때문입니다. 다만 기동 토크는 권선형보다 작습니다.
- 권선형유도전동기의 2차 저항을 늘리면 무엇이 변하나요?
- 최대토크가 발생하는 슬립이 커집니다. 최대토크의 크기 자체는 저항과 무관하게 일정합니다.
- 3상 유도전동기의 회전방향은 어떻게 바꾸나요?
- 전원 3선 가운데 2선을 바꿉니다. 상 순서가 뒤집혀 회전 자기장의 방향이 반대가 됩니다.
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