빅초이의 자본주의생존기

3상 유도 전동기의 회전자기장 원리

3상 전원의 구성

• 3상 전원은 L1, L2, L3 세 개의 상으로 구성된다.
• 각 상의 전압은 시간에 따라 극성이 바뀐다. (교류의 특징)

자기장의 형성 원리

• 전원이 들어갈 때 플러스(+) 극성을 갖고, 나올 때 마이너스(-) 극성을 갖는다.
• 플러스일 때 시계 방향으로, 마이너스일 때 반시계 방향으로 자기장이 형성된다.
• 이를 통해 시간이 지남에 따라 각 상의 극성이 바뀌면서 회전 자기장이 만들어진다.
• 회전 자기장의 방향대로 알루미늄 원판도 돌아간다.

유도 전동기의 구조

외부 구조와 내부 코일

• 3상 유도 전동기의 외부는 원통형 구조로 되어 있다.
• 내부에는 코일이 감겨 있으며, 이 코일을 통해 자기장이 형성된다.
• 가운데에는 알루미늄 원판이 있다.

코일의 배치

• 코일은 120도 간격으로 배치되어 있다.
• 각 코일은 한쪽으로 전류가 들어가고 반대쪽으로 나오는 구조이다.

회전 방향 변경

두 선 바꾸기

• 3상 유도 전동기의 세 개의 전선 중 아무 두 선을 바꾸면 회전 방향이 반대로 바뀐다.
• 이를 통해 유도 전동기의 회전 방향을 쉽게 변경할 수 있다.

동기 속도

동기 속도 공식

예시

• 4극, 60Hz 전동기의 경우 1800rpm은 외워두는게 좋다. 우리나라 표준 규격과 다름없고, 문제 출제도 잦은 편이라고 한다.

기동 방법

직입기동

• 소용량 전동기에 직접 전원을 넣는 방법이다.
• 5kW 이하의 전동기에 사용된다.

Y-델타 기동

• 기동 전류를 줄이기 위해 사용되는 방법이다.
• 5~15kW의 전동기에 사용된다.
• Y결선으로 시작하여 델타결선으로 전환한다.

2차 저항 기동

• 권선형 유도 전동기에 사용되는 방법이다.
• 2차 저항을 추가하여 기동 전류를 조절한다.

속도 제어

주파수 제어

• 인버터를 사용하여 주파수를 변경함으로써 속도를 제어하는 방법이다.
• 극수를 변경하는 방법은 물리적 구조를 바꿔야 하므로 어려움이 있다.

자주 출제되는 문제 정리

1. 회전 방향 변경 방법
   • 3상 유도 전동기의 회전 방향을 변경하려면 세 개의 단자 중 두 개를 서로 바꾸면 된다.
2. 동기 속도 계산
   • 6극, 60Hz 전동기의 동기 속도는?

     

     
     
     
3. 기동 전류 비교
   • 5.5kW, 200V 유도 전동기의 직입 기동 전류가 150A일 때, Y-델타 기동 시 기동 전류는?

     

4. 속도 제어 방법
   • 3상 유도 전동기의 동기 속도 제어 방법으로 주파수를 제어한다. (극수 변경은 현실적으로 어려움)