유도기

게시 2024/01/23

By bs 7 분읽는 시간

유도 전동기의 사용 이유 및 특징

유도 전동기의 사용 이유
1. 전원 획득이 쉬움
2. 구조가 간단하고, 저렴하며, 튼튼함
3. 취급이 용이함
4. 부하 변화에 대해 거의 정속도 특성을 가짐
농형과 권선형 비교
1. 농형
  - 구조가 간단, 보수가 용이
  - 효율이 좋음
  - 속도 조정이 곤란
  - 기동 토크가 작아 대형이 되면 기동이 곤란
2. 권선형
  - 중형과 대형에 많이 사용
  - 기동이 쉽고, 속도 조정이 용이

전동기 전부하에 있어 속도 감소의 동기속도에 대한 비율

슬립: $s=\dfrac{N_{s}-N}{N_{s}}\times 100$
상대속도: $sN_{s}=N_{s}-N$
회전자속도(전동기속도): $N=(1-s)N_{s}[\textsf{rpm}]=(1-s)\dfrac{120f}{p}[\textsf{rpm}]$
1. 유도 전동기: $0<S<1$
2. 유도 제동기: $1<S<2$

정지 시	회전 시
$E_{2}$	$E_{2s}=sE_{2}$
$f_{2}$	$f_{2s}=sf_{2}$
$I_{2}$	$I_{2s}=\dfrac{E_{2s}}{Z_{2s}}=\dfrac{sE_{2}}{\sqrt{r_{2}^2}+\left(sx_{2}\right)^{2}}=\dfrac{E_{2}}{\sqrt{\left(\frac{r_{2}}{s}\right)^{2}+x_{2}^{2}}}$

전력변환 관계식: $P_{2}:P_{c2}:P_{0}=1:s:(1-s)$
1. $P_{c2}=sP_{2}$
2. $P_{0}=(1-s)P_{2}$
3. $P_{c2}=\dfrac{s}{1-s}P_{0}$
2차 효율 $\eta =\dfrac{P_{0}}{P_{2}}=1-s=\dfrac{N}{N_{s}}=\dfrac{w}{w_{0}}$

$T=\dfrac{P_{2}}{W_{s}}=\dfrac{P_{2}}{2\pi\dfrac{N_{2}}{60}}=\dfrac{P_{2}}{\dfrac{2\pi}{60}\times \dfrac{120f}{p}}=\dfrac{P_{2}}{\dfrac{4\pi f}{p}}$
$\quad =9.55\dfrac{P_{2}}{N_{s}}[\textsf{N}\cdot\textsf{m}]=0.975\dfrac{P_{2}}{N_{s}}[\textsf{kg}\cdot\textsf{m}]$
$T=\dfrac{P_{0}}{W}=\dfrac{P_{0}}{2\pi\dfrac{N}{60}}=\dfrac{P_{0}}{\dfrac{2\pi}{60}(1-s)N_{s}}$
$\quad =\dfrac{P_{0}}{\dfrac{2\pi}{60}(1-s)\times\dfrac{120f}{p}}=\dfrac{P_{0}}{(1-s)\dfrac{4\pi f}{p}}$
$\quad =9.55\dfrac{P_0}{N}[\textsf{N}\cdot\textsf{m}]=0.975\dfrac{P_{0}}{N}[\textsf{kg}\cdot\textsf{m}]$
최대 토크슬립
$s_{t}=\dfrac{r_{2}}{x_{2}}$
최대 토크
$T=\dfrac{P_{2}}{\omega_{s}}=\dfrac{m_{2}}{\omega_{s}}E_{2}I_{2}\cos{\theta_{2}}$
$\quad =KE_{2}\times\dfrac{sE_{2}}{\sqrt{r_{2}^{2}+\left(sx_{2}\right)^{2}}}\times\dfrac{r_{2}}{\sqrt{r_{2}^{2}+\left(sx_{2}\right)^{2}}}$
$\quad =K\dfrac{sE_{2}^{2}\cdot r_{2}}{r_{2}^{2}+\left(sx_{2}\right)^{2}}$
1. $T\propto V^{2}$
2. $S\propto\dfrac{1}{V^{2}}$

비례 추이의 특징
1. 최대 토크$\left(\tau_{max}=K\dfrac{E_{2}^{2}}{2x_{2}}\right)$는 불변, 최대 토크의 발생 슬립은 변화
2. 기동전류는 감소, 기동 토크는 증가
$\dfrac{r_{2}}{s}=\dfrac{r_{2}+R}{s’}$ ($s$: 전부하 슬립, $s’$: 기동슬립, $R$: 2차 외부저항)
기동 시 전부하 토크와 같은 토크로 기동하기 위한 외부저항
$R=\dfrac{1-s}{s}r_{2}$
기동 시 최대 토크와 같은 토크로 기동하기 위한 외부저항
$R=\dfrac{1-s_{t}}{s_{t}}r_{2}=\sqrt{r_{1}^{2}+\left(x_{1}+x_{2}’\right)^{2}}-r_{2}’\fallingdotseq\left(x_{1}+x_{2}’\right)-r_{2}’[\Omega]$
비례 추이할 수 없는 것: 출력, 2차 효율, 2차 동손

원선도 작성에 필요한 시험
1. 저항 측정
2. 무부하(개방) 시험: 철손, 여자 전류
3. 구속(단락) 시험: 동손, 임피던스 전압, 단락전류
원선도에서 구할 수 없는 것: 기계적 출력, 기계손

종류	단상 유도 전압 조정기	3상 유도 전압 조정기
전압 조정 범위	$\left(V_{1}-E_{2}\right)$ ~ $\left(V_{1}+E_{2}\right)$	$\sqrt{3}\left(V_{1}-E_{2}\right)$ ~ $\sqrt{3}\left(V_{1}+E_{2}\right)$
조정 정격 용량[$\textsf{kVA}$]	$P_{2}=E_{2}I_{2}\times 10^{-3}$	$P_{2}=\sqrt{3}E_{2}I_{2}\times 10^{-3}$
정격 출력(부하)[$\textsf{kVA}$]	$P=V_{2}I_{2}\times 10^{-3}$	$P=\sqrt{3}V_{2}I_{2}\times 10^{-3}$
특징	- 교번자계 이용 - 입력과 출력 위상차 없음 - 단락 권선 필요	- 회전자계 이용 - 입력과 출력 위상차 있음 - 단락 권선 필요 없음

이중 농형: 기동 토크가 크고, 기동 전류가 작으며(기동 특성 우수), 열이 많고 효율이 낮음
1. 바깥 권선(기동 권선): $R$(大), $X$(小)
2. 안쪽 권선(운전 권선): $R$(小), $X$(大)
딥 슬롯: 효율, 역률이 좋고 구조가 간단함