유도기의 원리 유도 전동기의 구조 종류 및 원리 회전자와 슬립

소개글

유도기의 원리 유도 전동기의 구조 종류 및 원리 회전자와 슬립에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 유도기의 원리

2. 유도 전동기의 구조

3. 회전자와 슬립

4. 유도 전동기의 종류 및 원리
※ 단상유도 전동기의 취급방법 및 운전점검
- 3상유도 전동기
※ 단상유도전동기와 3상 유도 전동기의 차이
※ 전기 철도에서 단상전동기의 사용사례

본문내용

며, 1주기간에 반회전하는 것을 4극이라 한다. 극수는 P로 표시한다.
(3) 동기속도
회전자계의 회전속도를 동기속도라 하며 전원교류의 주파수를 f(㎐), 극수를 P로 표시하면 동기속도 Ns(rpm-매분당 회전수)는 다음 식으로 표시된다.
Ns = 120 × f / P (우리나라 공급전류의 주파수 ; f = 60㎐),
3상유도전동기 ; P = 3
(4) 슬립
유도 전동기의 회전자는 회전자계의 속도(동기속도)보다 어느정도 늦게 되는데 늦 임 정도를 슬립이라 하며 S로 표시한다. 동기속도를 Ns, 회전자의 속도를 N이라 하면 S는 다음 식으로 표시된다.
S = {(Ns - N) / Ns} × 100 (％)
(5) 출력
유도 전동기의 출력은 전동기가 단위시간(1 초)에 일을 할수 있는 능력을 말하는 데 0.75㎾, 1.5㎾, 3.75㎾ 등으로 표시 되며, 이는 종래 1마력hp, 3마력hp, 5마력 hp이며, 1hp는 약 0.75㎾이므로 이를 환산할수 있다.
(6) 회전력(토크)
기계의 축을 돌리려고 하는 힘이다.
나. 전동기의 선정 방법
(1) 회전수
전동기에 따라 구동하는 상대기계의 회전수에 따라 소요 회전수를 결정한다. 직결 인가, 벨트걸이인가 또는 치차 전동인가 등에 따라 적당한 회전수의 것을 선정한 다.
(2) 출력
구동하는 상대 기계의 소요 토크를 TNm, 소요회전수를 Nrpm이라고하면, 전동기의 소요출력 P㎾는 전동기구의 효율을 η(V벨트의 경우η= 0.95)을 고려하여 다음 식으 로 산출할 수 있다.
P = {0.1047 × N × T} / η × 100
구동하고자 하는 기계의 토크가 변동 않을 경우는 이 식으로 산출된 정격출력을 갖 는 전동기를 선택하면 되고, 토크변동이 있을 경우는 약간 큰 듯한 것을 선택한다.
(3) 형식
사용장소나 사용조건에 적합한 형식의 것을 선택한다.
다. 회전방향 변환
3상의 3선중에서 어느 2선을 바꾸어서 접속하면 된다. 역회전 했을 경우 회전방향만 바뀔 뿐이고 기타의 특성에는 전혀 변화가 생기지 않는다.
※ 단상유도전동기와 3상 유도 전동기의 차이
삼상모터
삼상은 각상이 120도의 위상각을 갖인 코일이 감겨져 있어 회전운동이 일어난다.
단상모터
단상모터는 단상이기 때문에 위상각이 없어서 회전운동이 일어나지 않는다.
그래서 인위적으로 위상각을 만들어 주어 회전운동을 시킨다.
런닝코일은 계속적으로 운전되는 코일이고 스타팅코일은 콘덴서를 연결하여 인위적으로 90도 앞선 위상각을 만들어주어 기동을 시키고 난뒤 일정한 회전속도가 나면 원심력스 위치에 의하여 자동으로 스타팅코일에 전원을 차단하도록 되어 있다 .
단상모터의 런닝코일은 연속적으로 모터용량에 맞는 전류에 견디는 코일로 감게되고
스타팅코일은 런닝코일보다 굵고 짧게 감아서 회전토오크를 크게하여 기동을 쉽게하 도록 하고 원심력에 의하여 스타팅코일은 차단되기 때문에 스타트 하는 동안은 대전 류가 흐르게 됩니다.
단상모터는 삼상모터의 코일에 스타팅코일을 감아주는 것이 아니고 삼상모터와 단상 모터는 설계당시부터 완전히 구분되어서 제작된다.
(삼상모터는 3상의코일을 120도 위상각을 두고 권선을 .단상모터는 런닝코일과 스타 팅코일을 감는다.)
※ 전기 철도에서 단상전동기의 사용사례
전기철도의 전기방식에는 직류식(直流式)과 교류식(交流式)이 있는데, 표준전압 ·주파수 등에 따라 여러 종류로 세분된다. 직류방식으로 기동시(起動時)에 견인력이 크고 속도가 상승함에 따라서 견인이 감소하며, 과부하(過負荷)시에도 큰 힘을 낼 수 있다. 또 경부하(輕負荷)시에는 고속운전이 가능한 직류전동기를 직접 사용할 수 있으므로 제2차 세계대전 이전까지는 일반화된 전기철도의 방식으로 보급되어 왔다. 그러나 직류방식에 있어서는 전기차 내에서 전압을 간단하게 변성할 수 없으므로 가공전차선의 전압은 전동기에 공급하는 전압과 동일하여야 한다. 견인전동기의 단자전압은 전동기의 절연문제와 정류(整流)문제로 너무 높은 전압을 공급할 수 없으므로 DC 300 V 이하로 제한된다. 또한 직류방식에서는 열차단위가 커지고 전기차의 용량이 증대되면 부하전류가 커지므로 단면이 큰 급전선을 사용하여야 하고 전차선에 전압강하를 방지하기 위하여 변전소의 수를 증가시켜야 한다. 변전소는 교류 특별고압을 수전(受電)하므로 먼저 변압기로 전압을 낮추고 실리콘정류기로 교류를 직류로 정류하여 가공전차선에 공급한다. 교류방식으로 상별(相別)과 주파수별로 분류하고 상별에는 단상(單相)과 3상(三相), 주파수별로는 16 2/3 C/S, 25 C/S, 50 C/S, 60 C/S 등의 방식이 있다. 3상교류에서는 2조의 전차선이 있어야 하므로 집전장치(集電裝置)가 복잡하고 절연이 곤란하다. 따라서, 고전압은 사용할 수 없고 보통 3,000 V 정도로, 162/3 C/S 또는 25 C/S를 사용한다. 전기차의 주요 전동기는 3상유도전동기를 사용하므로 직류식과같은 정류상의 문제는 없으나 기동력이 적고 속도제어의 범위가 좁다. 그러므로 평탄하고 정전회수가 적은 선구간에 적합하며 전력희생제동이 쉽다는 이점이 있다. 이 방식은 이탈리아 등에서 일부 사용하였으나 직류 3 kV방식으로 변경되었다. 3상교류방식은 유럽의 여러 나라에서 많이 발전되어 왔으며, 스위스 ·스웨덴 ·독일(162/3 C/S, 1.5 kV) ·미국(25 C/S, 11 kV) 등지에서 주로 채택하고 있다. 전기차는 단상교류전동기 또는 반발전동기 등의 정류자(整流子)전동기를 사용하며 차내에 설치되어 있는 변압기에 의하여 400∼500 V 이하의 전압으로 강하하여 전동기에 공급한다. 이 방식은 직류방식에 비하여 전차선 전압이 높기 때문에 변전소의 급전 가능거리는 길어지나 상용주파수(常用周波數)가 아니므로 전용발전소 설비를 하거나 일반 송전선에서 주파수를 변환하는 변전소 설비를 갖추어야 한다. 따라서 이 방식이 직류방식에 비하여 반드시 유리하다고는 볼 수 없다. 상용주파수 25 kV의 단상교류방식은 제2차 세계대전 직전에 독일에서 처음으로 연구를 시도하였으나 결실을 보지 못하고, 전후에 프랑스 국철이 실용화에 성공하여 현재 이 방식이 세계 각국에서 가장 많이 채택되고 있다.

키워드

전동기,   유도기,   직류기,   전기,   발전기