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부산대학교 응용전기전자실험2 결과보고서(3. 유도전동기 실습 장비 결과보고서)

"부산대학교 응용전기전자실험2 결과보고서(3. 유도전동기 실습 장비 결과보고서)"에 대한 내용입니다.
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최초등록일 2023.10.19 최종저작일 2022.10
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부산대학교 응용전기전자실험2 결과보고서(3. 유도전동기 실습 장비 결과보고서)
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    소개

    "부산대학교 응용전기전자실험2 결과보고서(3. 유도전동기 실습 장비 결과보고서)"에 대한 내용입니다.

    목차

    1. 실험 목적

    2. 실험 결과

    3. 실험 해석
    1) 토크와 전류 사이의 관계
    2) 토크와 회전속도 사이의 관계

    4. 토크 0에 대한 고찰

    본문내용

    1. 실험 목적

    - 3Φ 농형 유도전동기의 구조
    - 시동 특성, 무부하 특성, 전부하 특성

    2. 실험 결과

    1. 전동기, 결선 단자, 결선 등에 주목하며 농형 유도전동기의 구조를 살펴본다.

    2. a) 고정자 권선을 찾는다.
    b) 쿨링 팬을 찾는다.
    c) 농형 회전자의 단락 환(end ring)을 찾는다.
    d) 고정자와 회전자 간의 공극(air gap)의 길이를 살펴본다.
    e) 회전자와 전동기의 다른 부품 간에 전기적 결선이 있는가?

    3. 모듈의 표면판으로부터 볼 때
    a) 세 개의 분리된 고정자 권선들은 각각 단자 __과__과__, 단자__과__과__로 결선된다.
    b) 고정자 권선의 정격 전류는?
    c) 고정자 권선의 정격 전압은?
    d) 전동기의 정격속도와 마력은? r/min = ______, hp = ______

    4. 농형 유도전동기, 전기동력계, 삼상전력계 전원공급장치와 교류전류계를 사용하여 그림 33-1의 회로를 꾸민다.
    고정자 권선은 전력계를 지나 전원공급장치의 3Φ 가변 출력(단자 4, 5, 6)으로 와이결선된다.

    5. a) 전원을 전후 208Vac가 되게끔 B을 조정한다. 전동기가 회전하여야 한다.

    <중 략>

    3. 실험 해석

    1) 토크와 전류 사이의 관계

    유도기의 특성방정식에 의해서 토크와 전류는 다음과 같은 관계를 갖는다.

    참고자료

    · 없음
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    • 1. 농형 유도전동기의 구조
      농형 유도전동기는 산업용 전동기 중 가장 널리 사용되는 형식으로, 그 구조적 단순성과 견고성이 큰 장점입니다. 고정자 권선과 회전자의 농형 도체로 이루어진 설계는 제조 비용을 낮추고 유지보수를 용이하게 합니다. 특히 회전자가 단순한 도체 막대와 단락환으로 구성되어 있어 기계적 강도가 우수하고 고속 운전에 적합합니다. 이러한 구조적 특성으로 인해 농형 유도전동기는 펌프, 팬, 컴프레서 등 다양한 산업 분야에서 신뢰성 있게 작동합니다. 다만 회전자 저항이 고정되어 있어 기동 토크 개선에 제약이 있다는 점은 개선이 필요한 부분입니다.
    • 2. 토크와 전류의 관계
      유도전동기에서 토크와 전류의 관계는 전자기 유도 원리에 기반하며, 일반적으로 토크는 회전자 전류에 비례합니다. 기동 시 회전자 속도가 0에 가까워 슬립이 크므로 회전자 전류가 매우 크게 흐르며, 이에 따라 기동 토크가 발생합니다. 정상 운전 중에는 슬립이 작아져 회전자 전류가 감소하고 토크도 감소합니다. 이러한 특성은 전동기의 안정적인 운전을 보장하지만, 기동 시 높은 전류로 인한 전력계통 영향을 고려하여 기동 방식을 선택해야 합니다. 토크-전류 특성을 정확히 이해하면 전동기 선정과 운전 최적화에 매우 유용합니다.
    • 3. 토크와 회전속도의 관계
      유도전동기의 토크-속도 특성곡선은 전동기의 운전 특성을 나타내는 가장 중요한 지표입니다. 기동 시점에서 최대 토크(풀다운 토크)를 발생시킨 후, 회전속도가 증가하면서 토크는 감소하는 특성을 보입니다. 정상 운전 영역에서는 토크가 거의 일정하게 유지되어 정속 특성을 나타냅니다. 이러한 특성은 부하의 종류에 따라 전동기의 안정성을 결정합니다. 정토크 부하에는 우수한 성능을 보이지만, 변토크 부하에 대해서는 운전점이 변할 수 있습니다. 토크-속도 특성을 고려한 적절한 전동기 선정이 에너지 효율과 시스템 안정성을 크게 향상시킵니다.
    • 4. 무부하 운전 시 내부 부하 분석
      무부하 운전 시 유도전동기는 외부 기계적 부하가 없음에도 불구하고 내부적으로 여러 손실이 발생합니다. 주요 내부 부하는 철손(히스테리시스 손실과 와전류 손실)과 마찰 손실입니다. 철손은 회전 자기장에 의해 철심에서 발생하며, 마찰 손실은 베어링과 공기 저항에서 발생합니다. 무부하 운전 시에도 이러한 손실을 보상하기 위해 전류가 흐르게 되며, 이는 전력 소비로 이어집니다. 무부하 전류는 주로 여자 전류 성분으로 구성되어 있습니다. 무부하 손실을 정확히 파악하면 전동기의 효율 평가와 에너지 절감 대책 수립에 중요한 기초 정보가 됩니다.
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