유도 전동기 연습문제

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유도 전동기 연습문제에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

기계의 회전자를 각도 θ만큼 오른쪽으로 움직였다면 두 고정자 사이의 유도기전력에 대한 평형이 파괴되어 두기계의 고정자 권선 사이에 전류가 흐르고 이 전류와 B기계의 교번자속 사이에 회전력이 발생한다. 그러면 이 회전 때문에 B기계의 회전자도 오른쪽으로 각도 θ만큼 움직여서 회전자와 고정자의 관계 위치가 A,B 두기계에 같게 되며 다시 두 개의 고정의 권선 안에 (관계 위치가) 유도 기전력이 평형을 이루어 B기계는 정지한다.
2.40 리니어 모터의 구조 방식을 분류하고, 각각에 대하여 원리 및 특징을 설명하여라.
◎ 리니어 모터의 구동원리
그림과 같이 회전형 유도전동기를 반지름 방향으로 잘라서 평평하게전개한 것이 LIM형 원형이 되는 것인데,1차측의 3상 또는 2상 권선에 교류 전압을 공급하면 직선상에 이동하는 하는 자계가 생겨 에어갭을 사이에 두고 마주보고 있는 2차측의 농형 권선에 와전류가 생겨 자계 진행방향에 추력을 발생함.
1차에 대하여 2차가 긴 것을 단(短 )1차형, 반대로 2차가 짧은 것을 단(短)2차형이라고 한다.고정하는 측을 고정자, 운동하는 측을 가동자라고 부른다.
① 편측식 단1차형 LIM
2차측은 성층 철심에 농형 전선을 설비하는 대신에 철판위에 알루미늄이나 동의 비자성 도체판을 붙인것이 많고 2차 도체판, 리액션플레이트, 리액션 레일등으로 부른다.
② 양측식 단1차형 LIM
양측식은 편측식의 약 2배의 추진력을 얻을수 있음.
③ 원통식 LIM
1차 권선은 원형 코일을 자계 진행방향으로 배열한 형태, 2차측은 봉상 철심에 알루미늄 또는 동의 통을 씌운 로드가 되므로 로드 모터라고도 함.
2.41 심구형 농형 유도 전동기에 대하여 설명하여라.
회전자 주변에 반지름 방향의 길이가 긴 홈을 만들고 긴도체를 넣어 농형으로 만들어 기동특성을 개량한 농형유도 전동기를 기동시킬 때에는 회전자 전압의 주파수가 크므로 표피작용으로 인한 상부도체에 대부분의 전류가 흐르고 도체 전체의 실효저항이 크게되어 기동특성이 좋아지지만 속도가 높아짐에 따라 회전자 주파수가 적게 되므로 전류는 도체 전체에 거의 균일하게 흐르게 되어도 실효저항이 감소하여 효율이 높아진다. 반면에 2중 농형 전동기나 심구형 전동기에서는 역률이 나빠지고 최대토크가 적게 되는 결점이 있다.
2.42 반발유도형 단상 유도 전동기와 반발기동형 단상 유도 전동기의 장단점을 설명하려라.
반발 기동형은 다른 모든 단상 유도 전동기에 비하여 기동 회전력을 가장 크게 할 수 있는데 비하여 같은 정격의 분상 기동형에 비하여 차수 중량이 커 값도 있다. 또한 불꽃으로 라디오에 장해를 주며 단락 장치에 고장이 생기기 쉬운 결점이 있고 보수의 난점이 있다.
반발 유도형은 기동 회전력이 반발 기동형보다 적지만 최대 회전력은 크고 부하에 대한 속도 변화가 크다. 운전시에도 두 권선이 동작하고 있으므로 효율은 좋지 않지만 역률은 좋다.
농형 권선이 제동 작용을 하기 때문에 전류가 많고 무부하 상태에도 전부하 전류에 가까운 전류가 흐른다.
2.43 스텝 모터의 원리와 특징에 대하여 설명하여라.
◎ 스텝 모터의 원리
스텝 모터는 일정한 각도씩 회전 또는 직선 운동을 하는 디지털 엑추에이터라 할 수 있다. 일반적으로 회전 운동을 하는 경우 스텝 모터라 부르고, 직선 운동을 하는 경우에는 리니어 스텝 모터라 부른다.
산업용 로봇의 관절 기구와 같은 부분에 스텝 모터가 주로 채택되는데, 이는 외부로부터 주어지는 하나의 입력 펄스 당 일정 각도만큼 로터가 회전하여 자동 제어에 적합한 형태이기 때문이다. 또, 펄스 신호수에 비례한 만큼만 출력축이 회전하므로, DC 모터와는 달리 위치의 피드백이 불필요하며, 자기지지 토크가 형성되기 때문에 브레이크 기구가 없어도 자체의 위치결정 능력을 가지고 있는 점이 특징이다.
예를 들어 200펄스에 1회전 하는 스텝 모터는 기본적으로 1스텝당 1.8도(360도/200펄스)만큼 모터 축이 회전한다. 따라서 모터에 부여되는 펄스 수에 따라 모터의 회전각이 제어되어진다. 즉 개루프(Open Loop)의 위치 결정 제어가 가능하게 되는 것이다. 또 펄스 주파수(디지털 신호)에 의해 회전 속도가 제어되며, 구동회로도 디지털 적으로 동작하므로, 마이크로프로세서와 결합하기 쉬운 모터라고 할 수 있다.
◎ 스텝 모터의 특징
1) 회전 각도는 입력 펄스 신호수에 비례하여 정해진다.
2) 회전속도는 입력 펄스 레이트(펄스 주파수)에 비례한다.
3) 회전자에 영구 자석을 사용하면 무자력 상태에서도, 자기보지력(self-holding torque, detent torque)가 발생한다.
4) 고토크, 고속 응답, 소형 경량이다.
5) 미소각, 고정도, 저가격이다.
6) DC 모터의 브러쉬에 의한 기계적인 마찰로 인한 파손이 없기 때문에, 보수가 필요없다.
2.44 단상 유도 전동기의 속도-토크 특성 곡선을 그리고 간단히 설명하여라.
단상 유도 전동기의 1차 권선에 의해 생기는 교번자수 를 크기가 처음의 교번자속의 1/2이고 서로 반대방향으로 등가속도로 회전하는 2조의 회전자 로 치환 할 수 있으며 시계방향으로 회전하는 회전자속 를 갖는 3상 유도 전동기의 회전자에 작용한다고 볼 수 있다.
인 회전자속에 의해서 회전자에 생기는 토크를 라 하고 시계 방향을 라 하고 를 구해보면 위의 그래프롸 같이 된다. 이는 전동기가 정지하고 있을 때 (s=1) 기동토크는 0이므로 기동되지 않는다.
적당한 방법으로 시계, 반시계 방향으로 회전시켜주면 또는 가 되어 시계방향 또는 반시계 방향의 토크가 생겨 회전을 계속한다.
기동 토크를 가하는 방향에 따라 어느 방향으로도 회전시킬 수 있다.
2.45 단상 유도 전동기의 기동방법을 분류하고, 간단히 설명하여라.
① 분상 기동형 : 불평형 2상 전류로 기동
② 반발 기동형 : 원심력 개폐기로 정류자를 자동적으로 단락하여 농형 회전자로 하는 방법
③ 반발 유도형 : 농형 권선과 반발형 권선을 운전 중 그대로 사용
④ 셰이딩 코일형 : 자극에 slot을 만들어 단락된 셰이딩 코일을 끼워 넣는 것
⑤ 모노사이클형 : 불평형 3상 교류를 각 권선에 흘려서 기동

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