CH4. 유도기 노트필기

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◼유도전동기의 원리 및 구조

→ 유도전동기 : 전자유도 법칙

 

① 회전원리

 

 

회전전기장 발생 - 3상 유도전동기 : 회전자계 발생

                      - 단상 유도전동기 : 교번자계 발생

 

② 3상 유도전동기의 종류

 

· 농형 유도전동기

 

-회전자 철심의 홈이 원 또는 4각형 모양이며, 회전자의 홈이 축방향에 평행하지 않고 조금씩 비뚤어져 있는데, 소음 억제 효과가 있음

 

-구조가 간단하고 튼튼하며, 취급하기 쉽고 운전 중일 때 성능은 우수하나 기동할 때 성능이 떨어짐

 

· 권선형 유도전동기

 

-회전자 철심의 홈속은 구시 도체를 넣어 고정자 권선과 같이 3상 결선을 할 것.

 

-내부결선은 대부분 Y결선을 하고 단자는 각각 슬립링에 접속

 

-회전자의 구조가 복잡하고 슬립링과 브러시를 통해 기동저항기에 접속하기 때문에 구조가 복잡하고 운전이 어려움

 

-기동저항기를 이용하여 기동전류를 감소시킬수 있고, 속도조절이 자유로움

 

◼ 유도전동기 이론

 

① 슬립(Slip) : 전동기의 회전속도를 나타내는 상수

   (회전손실)

 

② 유도기전력

 

③ 유도전동기의 등가회로

 

④ 전력의 변환

 

⑤ 3상 유도전동기의 토크

 

⑥ 유도전동기의 원선도

 

: 유도전동기의 실부하 시험을 하지 않고 유도전동기에 대한 간단한 시험의 결과로부터 전동기의 특성을 쉽게 구할 수 있는 방법

 

·원선도의 지름은 전압에 비례하고 리액턴스에 반비례

 

원선도 작성시험 - 저항시험 및 구속시험 : 1차동손 및 2차 동손

- 무부하 시험 : 여자전류 , 철손

 

 

◼ 3상 유도전동기의 운전

 

① 비례추이 (권선형만 해당)

 

특징 - 2차 저항을 변화해도 최대토크 불변

- 2차 저항을 크게하면 기동전류는 감소하고 기동토크는 증가

 

★ 비례추이 할 수 있는 것 : 1차입력, 1차 전류, 역률

★ 비례추이 할 수 없는 것 : 출력, 효율, 동손, 동기속도 (출효동동)

 

② 농형유도 전동기의 기동법

- 콘도로퍼법 : 기동보상기법과 리액터 기동법을 혼합한 방식

 

③ 권선형 유도 전동기의 기동법

 

-2차 저항 기동법 (기동 저항기법)

 

④ 농형유도 전동기의 속도 제어법

⑤ 권선형 전동기의 속도 제어법

 

- 2차 저항 제어법 (슬립제어)

- 2차 여자법 (슬립제어)

 

⑥ 종속 속도 제어법

⑦ 3상 유도전동기의 역회전

 

· 3선 중 2선의 취지를 서로 바뀌어 운전하면 역회전 됨

 

⑧ 제동

 

- 역상 제동 : 상의 위치를 바꾸어 제동

- 발전 제동 : 운동에너지 → 전기 → 열에너지

- 회생 제동 : 운동에너지 → 전기 → 전원으로 반환

 

⑨ 유도 전동기의 시험

 

· 부하시험 (실부하법)

→ 전기동작계 법, 프로니 브레이크 법

: 손실을 알고 있는 직류 발전기를 사용하는 방법

 

· 슬립의 측정

- 회전계 법

- 직류 밀리볼트 법

- 수화기 법, 스트로보스코프 법

 

⑩ 유도전동기의 이상현상

 

· 크로우링 현상

 

: 농형 전동기에서 고정자와 회전자의 슬롯수가 적당하지 않은 경우에 발생하는 현상으로서 유도전동기의 공극이 일정하지 않거나 계자나 고조파가 유기 될 때 전동기가 정격속도에 이르지 못하고 정격속도 이전의 낮은 속도에서 안정되어 버리는 현상

 

· 게르게스 현상

 

: 권선형 유도전동기에서 전동기기가 무부하 또는 경부하로 운전 중 고주파 발생 등으로 인하여 한상이 단선되어 결상되더라도 2차 회로에는 단상 전류가 지속적으로 흘러 전동기가 정격속도의 약 1/2배 정도의 속도를 내면서 회전하는 현상

 

 

◼ 기타유도기기

 

(1) 단상유도전동기 -교번자계 발생

 

→ 기동토크가 없다.(혼자 돌 수 없다)

→ 기동방법에 따라 분류

 

특징

- 기동시 기동토크가 존재하지 않아 기동장치가 필요

- 전부하 전류에 대한 무부하 전류의 비율이 대한히 큼

- 역률과 효율 등이 정격이 3상 유도전동기에 비해 대단히 나쁘다

- 중량이 무겁고 가격이 비싸다.

- 전원으로부터 간단하게 사용할 수 있음.

- 가정용, 소공업용, 농사용 등에 사용

 

① 반발기동형

 

- 회전자 권선 전부 혹은 일부를 브러시를 통해 단락시켜 기동하는 방식

- 기동토크가 가장 큰 단상 유도전동기

- 역회전 : 고정자 권선쪽에 대한 브러시의 위치를 이동

- 펌프용, 공긱압축용으로 사용하였으나, 최근에는 콘덴서 기동형을 사용.

 

② 콘덴서 기동형

 

- 진상용 콘덴서의 90° 앞선 전류에 의한 회전자계를

발생시켜 기동하는 방식

- 역률이 좋음

- 역회전 : 주권선과 기동권선 중 어느 한쪽의

접속을 반대로 접속하면된다.

- 선풍기, 전기냉장고, 세탁기 등에 사용

 

③ 분상 기동형 (상이 분리)

 

- 위상이 다른 두 전류에 의한 회전자계를 발생시켜 기동

- 역회전 : 주권선과 기동권선 중 어느 한쪽의

접속을 반대로 접속하면된다.

- 기동토크가 적고 기동전류가 커서 잘 사용하지 않음.

 

④ 세이딩 코일형

 

-구조가 간단하나 기동토크가 매우 적음

- 역률과 효율이 나쁘며, 역회전을 할 수 없음.

 

 

(2) 유도전압조정기

 

- AVR (자동전압조정기)

- IVR (유도전압조정기)

- SUR

 

② 3상 유도 전압조정기