동력설비 - 단상 유도전동기 (구조와원리 / 종류)

동력설비 - 단상 유도전동기 일반사항 (구조와원리 / 종류)

 

 

1. 구조와 원리

1-1) 구조

고정자

프레임에 0.35㎜의 얇은 규소강판을 성층한 것.

회전자

적층된 철심에 동, 알루미늄 막대를 끼우고 양단에 단락링으로 단락하여 샤프트에 고정시킨 것.

기타

외부프레임, 냉각날개, 냉각풍입구, 출구, 축, 단자박스 등으로 되어 있다.

 

1-2) 원리

고정자 권선에 단상전류를 흘리면 교번자계가 발생하고 회전자 권선에 회전력이 발생하게 되나 회전자가 정지하고 있을 때는 회전력이 발생하지 않으므로 어떤 방법을 통하여 단상 유도 전동기를 기동시켜 주어야 한다.

위 그림과 같이 주권선과 보조권선을 가지고 있어 서로 전기각으로 π/ 2의 위치에 권선을 배치하고 있으며, 보조권선과 직렬로 콘덴서를 접속한다.보조권선과 콘덴서가 기동장치이지만 콘덴서 운전형의 경우에는 운전시에도 분리하지 않고 통전을 하며, 따라서 주권선의 전류 Im에 대한 보조권선의 전류 Ia가 π/ 2만큼 앞서게 흐릅니다.

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주파수그림에서 주권선 전류 Im과 보조권선 전류 Ia와의 관계를 횡축은 시간으로 1주기분을 나타낸다.(주파수가 60Hz라면 1/60초를 나타낸다.)

고정자의 권선의 예로 아래 우측그림과 같이 2극 콘덴서 모타의 권선 배치도를 나타내고 2극 콘덴서 모터에서 주 권선은 A와 B, 보조권선은 C와 D로서 A와 B 및 C와 D는 상대극으로 되도록 배치했습니다.

지금 여기의 권선에 정의 전류가 흘렸을 때

· A권선 - N극

· B권선 - S극

· C권선 - N극

· D권선 - S극

상기와 같은 극성을 구성하도록 권선하고 있다.

우측그림 권선 배치도에서의 正負와 이것과의 극성 관계를 결합 시키면 권선의 극성 변화는 시간 t1 - t2 - t3 - t4 - t5로 변화시키면 극성도 변화하고, 권선 배치도 상에서 동심원으로 시간을 외주에서 변화하도록 하면 시간 t1에 걸리는 보조권선 D의 S극은 시간t2에 걸리는 주 권선 B의 위치에, 그리고 시간 t3에 걸리는 보조권선 C의 위치에, 순서로 이동하고 시간 t5가 1주기로 본래의 보조권선 D의 위치에 돌아오게 된다.

다른 극(N극)도 같은 모양으로서 시계 방향으로 회전하기 때문에 회전 자계를 구성하는 것이 되며, 여기에서 주파수가 60Hz이면 1/60초가 되므로 1분간 회전자계의 회전수 Ns는 Ns = 60 X 60 = 3600[rpm]이 되며 이 회전수 Ns는 동기 속도라고 하며 유도 전동기의 회전자는 동기 속도보다 늦게 회전하고 그 늦은 율을 Slip s로 나타낸다.

 

2. 단상 유도전동기의 종류