Induction Motor   유도 전동기, 유도 모터

(2023-01-14)

비동기 전동기, 농형 전동기, 권선형 전동기


1. 유도 전동기(모터)

  ㅇ 가장 많이 사용되는 전동기 형태 

  ㅇ (특징)
     - 교류 전원 공급 
        . 상용 전압을 그대로 사용 가능
     - 저 가격
     - 간단하고 튼튼한 구조
     - 제작 및 취급 용이
     - 정 속도 전동기
        . 부하 변동에 대해 속도 변동이 적은 전동기

  ※ 1886년 니콜라 테슬라(Nikola Tesla)에 의해 발명


2. 유도 전동기의 원리 

  ㅇ 회전 원리
     - 말굽 자석을 회전하면, 아라고 원판(Arago's disk, D.F Arago 1820년)도 회전하는 원리
        . 플레밍 오른손 법칙에 의해, 원판에 유도 기전력이 유도됨. 이를 토대로,
           .. 이때의 와 전류 방향은 자속의 변동을 방해하는 방향 임
        . 플레밍 왼손 법칙에 의해, 자기력()이 유도됨
     - 실제의 3상 유도 전동기는,
        . 영구 자석을 돌리는 대신에,
        . 고정된 3상 권선3상 교류를 흐르게 하고,
        . 이에의해 생기는 회전 자계회전자가 회전하게 됨 
        . 원판 대신에 권선이 감겨진 원통형 철심(즉,회전자)을 사용함

  ㅇ 동작 원리
     - 1차 권선에 흐르는 전류(3상)에 의해 생긴 회전 자속이 2차 권선과 쇄교하고,
     - 전자유도 작용에 의해 2차 권선에 유기된 전압(유도기전력)에서 유도 전류가 흐르고,
     - 2차 권선에 흐르게되는 유도 전류회전 자속과의 사이에 자기력에 의해 회전력 발생
     - 회전자회전 자속 방향으로 회전함

  ㅇ 원리적 특징
     - 별도의 교류 전원을 사용치 않고, 
     - 변압기 처럼 고정자에서 발생한 자계로부터,
     - 전자기 유도에 의해 얻어진 유도 기전력을 이용함 (유도 기전력에 의해, 회전자전자석 구현)


3. 유도 전동기의 2가지 기본 법칙도체에 유기되는 유도 기전력          (플레밍 오른손 법칙) 
      전류가 흐르는 도체에 작용하는 자기력 (플레밍 왼손 법칙, 모터 방정식)    
      

     -  B : 자속밀도 [Wb/㎡]
     -  l : 도체 길이 [m]
     -  v : 도체자속이 서로 직각이되어 움직이는 속도 [m/s]
     -  i : 도체에 흐르는 전류 [A]


4. 유도 전동기의 기본 구성 : 고정자, 회전자고정자 (Stator)
     - 역할 : 회전 자계를 발생시킴
     - 형태 : 내부가 빈 원통형 (표시 : 길이, 내경, 외경)
     - 구성 : 고정자 틀, 철심, 권선
        . 고정자 철심3상 권선을 설치하여 3상 교류를 가하면 회전 자계를 발생시킴
     - 권선 형식
        . 크게, `겹쳐 감는 방식`과 `따로 감는 방식`으로 구분

  ㅇ 회전자 (Rotor)
     - 역할 : 유도 전류가 흐르며 자기력을 받고 회전운동을 하는 부분
        . 회전자에 직접 전기를 가하지 않으므로, 고장이 적고 튼튼한 편임
     - 형태 : 베어링으로 받혀진 실린더 형태
     - 구성 : 회전 축, 철심, 권선으로 구성

     - 농형 회전자 (Cage Rotor, Squirrel Cage Type Rotor)
        . 구조
           .. 회전자 철심 표면슬롯을 파고, 
           .. 그 위에 도체 바(구리 봉)를 나란히 박고,
           .. 양단에 단락환(shorting ring)으로 연결한 형태
        . 특징 : 구조 간단, 견고, 보수 용이, 효율 좋으나, 커지면 기동 토크 작음

     - 권선회전자 (Wound Rotor, Winding Type Rotor) 
        . 구조 : 회전자철심 둘레의 슬롯3상 권선을 엮은 구조
        . 특징 : 기동 토크가 큼, 대형 적합

  ※ 한편, 고정자,회전자철심은, 거의 동일한 것을 사용 함


5. 유도 전동기의 구분

  ㅇ 일반적인 구분
     - 대형 삼상 유도 전동기
     - 소형 삼상 유도 전동기
     - 단상 유도 전동기회전자 형태에 따른 구분
     - 농형 유도 전동기 (농형 전동기)
     - 권선형 유도 전동기 (권선전동기)

교류기 (동기기, 유도기)
   1. 교류기   2. 동기기   3. 동기 발전기   4. 동기 전동기   5. 유도기   6. 회전형 유도기 (유도 전동기)   7. 정지형 유도기 (변압기)  
전동기 (모터)
   1. 모터   2. 전동기 제어   3. 교류 전동기   4. 회전 자계   5. 동기 전동기   6. 비동기 전동기 (유도 전동기)   7. 직류 전동기   8. 직류 전동기 구분   9. 브러시리시 모터  


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