부산대학교_응용전자전기실험2_예비보고서3

부산대학교_응용전자전기실험2_예비보고서3_유도전동기 [A+ 보고서]

문서 내 토픽

1. 유도전동기의 구조와 작동 원리

유도전동기는 고정자 권선에 전압을 인가하고 회전자에는 별도의 전압 인가 없이 회전자 도체에 전압 및 전류가 유도되어 운전하는 방식의 전동기입니다. 3상 교류 전류를 고정자에 공급하면 회전자계가 형성되고, 이 회전자계에 의해 회전자에 전압이 유도되어 회전하게 됩니다. 회전자와 회전자계 사이에는 슬립이라는 차이가 발생하며, 이를 통해 유도전동기가 회전할 수 있습니다.
2. 유도전동기의 등가회로와 손실

유도전동기의 등가회로에서는 2차 측에 유기되는 기전력 E2에 슬립 S가 곱해지며, 2차 측의 누설리액턴스 X2에도 슬립 S가 곱해집니다. 유도전동기에서는 1차 측과 2차 측 사이의 공극으로 인해 누설자속이 크고, 여자전류의 크기도 크게 나타납니다. 유도전동기의 손실에는 1차 측의 동손과 철손, 2차 측의 동손과 표류부하손, 풍손 및 마찰손 등이 있습니다.
3. 유도전동기의 토크와 역률

유도전동기의 토크는 슬립과 비례하지만, 슬립이 1에 가까워질수록 역률이 낮아지므로 토크가 최대가 되는 지점이 존재합니다. 고정자 전압이 낮을수록 속도가 감소하지만, 동기속도에서 멀어짐에 따라 역률과 효율이 낮아지는 단점이 있습니다. 또한 2차 저항을 증가시키면 슬립이 증가하여 토크의 최대 점이 변화합니다.
4. 농형 유도전동기의 특징

농형 유도전동기는 회전자에 Copper conductor를 삽입하여 고정자 권선에 전압, 전류가 인가되면 회전자 Copper conductor에 2차 전압, 2차 전류가 유도되어 운전하는 방식입니다. 농형 유도전동기는 회전자의 저항을 운전 중에 변경할 수 없으며, 외부저항을 연결할 수 없는 구조이므로 기동법을 사용해야 합니다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 유도전동기의 구조와 작동 원리

유도전동기는 교류 전원을 사용하여 회전력을 발생시키는 전동기로, 고정자와 회전자로 구성되어 있습니다. 고정자에 3상 교류 전원을 인가하면 회전자에 유도 전류가 발생하고, 이 전류와 고정자 자계 사이의 상호작용으로 회전력이 발생합니다. 회전자는 고정자 자계의 회전 속도보다 약간 느린 속도로 회전하게 되는데, 이를 슬립이라고 합니다. 유도전동기는 구조가 간단하고 견고하며 유지보수가 용이하여 산업 현장에서 널리 사용되고 있습니다.
2. 유도전동기의 등가회로와 손실

유도전동기의 등가회로는 고정자 저항, 고정자 누설 리액턴스, 자화 리액턴스, 회전자 저항, 회전자 누설 리액턴스로 구성됩니다. 이 등가회로를 통해 유도전동기의 전압, 전류, 출력, 효율 등을 계산할 수 있습니다. 유도전동기에서 발생하는 주요 손실은 고정자 동손, 회전자 동손, 철손, 기계손 등이 있습니다. 이러한 손실을 최소화하기 위해 전동기 설계 시 재료 선정, 권선 구조, 냉각 방식 등을 고려해야 합니다. 또한 운전 중 부하 변동, 전압 변동 등에 따른 손실 변화도 고려해야 합니다.
3. 유도전동기의 토크와 역률

유도전동기의 토크는 회전자와 고정자 사이의 자기 상호작용에 의해 발생하며, 토크-속도 특성곡선으로 나타낼 수 있습니다. 토크는 부하 변동에 따라 변화하며, 정격 토크 이상의 과부하 토크를 견딜 수 있어야 합니다. 유도전동기의 역률은 전압과 전류의 위상차로 결정되며, 역률이 낮을수록 전력 손실이 증가합니다. 역률 개선을 위해 콘덴서를 병렬로 연결하거나 전자식 역률 보상 장치를 사용할 수 있습니다. 전동기 설계 시 토크와 역률 특성을 고려하여 효율적인 운전이 가능하도록 해야 합니다.
4. 농형 유도전동기의 특징

농형 유도전동기는 회전자에 단락된 알루미늄 또는 구리 바를 가지고 있는 구조로, 슬립링 유도전동기에 비해 구조가 간단하고 견고합니다. 따라서 제작 및 유지보수가 용이하며 가격이 저렴합니다. 또한 기동 토크가 크고 기동 전류가 작아 기동 특성이 우수합니다. 하지만 속도 제어가 어렵고 효율이 상대적으로 낮은 단점이 있습니다. 농형 유도전동기는 펌프, 팬, 압축기 등 일정 속도로 운전되는 산업 현장에서 많이 사용됩니다.