[모터] 유도 전동기 동작 원리(Induction Motor, 3상)

 

목차

 

 

 

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유도 전동기(Induced Motor) 기본 원리

 

유도 전동기의 기본 원리는 아라고의 원판/회전(Arago's Rotation)을 이해하시면 쉽게 접근할 수 있습니다. 

 

 

위 그림처럼 회전이 가능한 원판에 말굽 자석을 원의 회전 방향으로 이동 시키면 자석(Magnet)의 이동 방향에 따라서 원판도 회전하게 됩니다. 유도 전동기는 이러한 원리를 사용해서 모터를 동작시킵니다. 그렇다면 유도 전동기를 만들기 위해서 아래의 조건이 선행 되어야 합니다.

 

• 자속에 반응하여 회전하는 회전체
• 회전 방향으로 자속(N, S극) 이동

 

 

3상(3 Phase) 유동 전동기 동작 원리

 

 

 

그림의 위쪽은 기계적인 모터 구조이고 아래 전원은 3상 교류 전원 입니다. 

그림의 원통에 빨간선 노란선 파란선을 120도 각도로 배치하고 각 선의 반대는 전류가 반대로 흐르게 감습니다. 위 그림에서 첫번째 전류 곡선을 보면 빨간선이 양극이고 파란선 노란선은 음의 방향입니다. 전류의 방향과 감은 방향에 의해 위쪽 3가닥은 동일 방향으로 전류가 흐르고 오른손 법칙에 의해 동일 방향으로 자속이 흐릅니다. 아래 3가닥도 위쪽 3가닥과 다른 방향의 전류가 흘러 반대 방향으로 자속이 흐르게 됩니다. 이렇게해서 하나의 큰 자석 N극과 S극이 생기게 됩니다.

 

3상 교류 전류가 흐르면서 N,S극은 시계 방향으로 움직이게 되면서 원판이 회전하게 됩니다.

 

 

 

 

 

3상(3 Phase) 유동 전동기 특성

 

유동 전동기의 속도는 위 수식과 같이 정의 됩니다. f는 3상 전류의 주파수 속도 입니다. 앞서 원리에서 확인했듯이 주파수가 빨라지면 자속의 이동이 빨라지기 때문에 원판의 이동 속도가 빨라지게 됩니다.

 

P는 폴(Pole)의 개수로 폴의 수가 많아지만 각도에 대한 정밀제어가 가능 해지지만 원판의 이동 거리가 짧아지게 되어 속도가 느려지게 됩니다. 

 

• 3상전원의 주파수와 모터 속도는 비례
• 모터 폴(Pole)의 수와 모터 속도는 반비례
• 3상 중에 2개의 라인 변경으로 모터 동작 반대로 변환 가능(역회전)