동력설비 - 삼상 농형 유도전동기(구조및원리 / 종류 / 특성)

동력설비 - 삼상 농형 유도전동기(구조및원리 / 종류 / 특성)

 

유도기는 튼튼하고 가격이 저렴한 장점으로 산업계에서 가장 널리 사용되고 있다. 유도기는 전동기 또는 발전기로 운전할 수 있다. 그러나 유도 발전기는 대부분의 분야에서 그 특성이 만족하지 않으므로 부하에 전력을 공급하는 발전기로서는 거의 이용되지 않고, 전동기로서 폭넓게 하용되고 있다.

유도전동기는 여러 가지 크기로 사용된다. 선풍기,청소기,에어컨,쥬스믹서,세탁기,냉장고 등 1마력 이하의 소형 단상유도전동기, 또는 수십에서 수백마력의 대형 3상유도 전동기는 펌프, 팬, 컴프레서, 제지기 방직기 등에 사용된다.

 

1. 구조 및 원리

유도기의 구조는 직류기와 마찬가지로 고정자와 베어링을 포함한 회전자로 구성되어 있으며 고정자와 회전자 사이에는 공극이 있다. 그러나 고정자 권선과 회전자 권선에는 교류전류가 흐른다. 고정자 권선의 교류전류는 전원에서 직접 공급되며 회전자 권선에서는 고정자 교류전압의 유도작용에 의해 교류전류가 흐르게 된다. 이러한 현상에 의해 유도기라고 불리운다.

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

· 3상전류를 인가하면 회전자계가 형성되고 자극 (회전자계)의 회전에 따라 회전자 도체에 유도전류가 흘러 회전력을 발생하고 회전자는 자극과 같은 방향으로 회전한다.

· 회전자 속도가 회전자계의 속도와 동일한 동기속도(Ns)이면 자계를 자르지 못하게 되어 토크를 발생하지 못하므로 회전자 속도는 회전자계의 속도(Ns)보다 늦은 상대속도가 되어야 한다.

· 상대속도 N = 120f *(1-s) / P

· slip S = (Ns-N) * 100 / Ns

 

2. 종류

회전자 도체에 따라 보통농형, 특수농형(심구형, 2중농형), 권선형으로 분류된다.

 

3. 특성

3-1. 유도전동기의 특성은 회전, 형식, 형상에 따라 많은 변화가 있다.

회전수의 변화가 적어 정속도 전동기로 사용된다.

역율이 나쁘므로 진상용 콘덴서를 병렬 접속한다.

역율, 효율은 정격부하 부근에서 최대가 되므로 경부하 운전은 바람직하지 않다.

 

3-2. 특성

 

3-3. 특징

- 장점

구조가 간단하고 취급이 용이하다.

기계적이며 견고하다.

가격이 저렴하다.

범용성이고 용량채택이 용이하다.

신뢰성 및 안정성이 양호하다.

시동장치가 간단하다.

주위환경, 부하조건에 적합하다.

중,소형전동기로서 일반적으로 많이 사용된다.

- 단점

속도제어가 어렵다.(VVVF 방식이 효과적이다)

 

4. 시동 및 역전방법(권선형 유도전동기의 시동, 제동, 역전방법)

전동기 가속토크 T = TL일 때 기동전류가 최대로 된다.

이러한 기동전류는 배전선 및 전원에 악영향을 주고 전동기의 소손될 우려가 있다.

따라서 기동시간(수초)동안 저 전압을 인가하여 시동전류를 제한하고 속도 상승 후 전류가 감소하면 정격전압을 인가할 필요가 있다.(단, 시동토크 감소의 결점이 있다)

 

4-1. 유도전동기의 시동방법

 

★ 콘드로퍼 기동

Y-△ 기동의 결점(△로 전환시 충격)을 보완한 방법으로 단권 TR을 사용하여 보통 80%, 65%, 50% 3 개의 탭을 가지고 상황에 따라 기동전류와 Torque를 조정한다.

 

4-2. 역전방법

고정자 권선 중 2선을 바꾸어주면 회전자계의 회전방향이 역전되어 회전자가 역전된다.