3상 유도전동기 기동법 및 속도 제어법

○ 기동법

 

정지해 있는 전동기를 돌리기 위해서는 초기에 높은 전류가 필요하다. 이를 줄이기 위해서 여러 방법들이 고안되었다. 높은 기동 전류를 사용하게 되면 전선의 굵기를 결정하는 요인 3가지(허전기) 중, 허용전류, 전압강하, 기계적 강도 중 가장 중요한 요인인 허용 전류가 높아지게 되어 배선과 관련 한 전체적인 비용이 상승하게 된다.

 

① 3상 농형 유도 전동기

다람쥐 챗바퀴가 회전하는 형태의 전동기이다.

 

- 직입(전전압)기동법 : 3.7[kW] 이하의 소형 전동기 기동에 사용. 그냥 전전압 모두 걸어 준다.

- Y - $\Delta$ 기동법 : 기동시 Y결선, 운전시 $\Delta$ 결선을 사용한다. 이유는 $Z_\Delta = 3 Z_Y$, Y 결선의 임피던스가 $\Delta$ 결선의 1/3이기 때문이다.

- 기동 보상기 기동법(콘드르퍼법(Kondorfer Starter)) : 단권변압기 탭 조정을 통해서 기동한다. 입력 전압을 선천히 올린다. Y - $\Delta$ 기동법 사용시 절환되는 과정에서 전류의 급격한 상승을 방지하기 위한 방법으로 고안되었다고 한다.

- 리액터 기동법 : 리액터를 사용하여 기동하는 방법. 입력 전류를 선천히 올린다.

 

② 3상 권선형 유도 전동기

 

- 2차 저항 기동법 : 비례추이라고도 하고 속도제어에도 사용된다. *** 3상 권선형 유도 전동기 하면 비례추이!

- 게르게스 법 : 게르게스란 회전자가 회전 중에 동기속도까지 올라가지 못하고 '이상(Abnormal) 현상'에 의해서 멈추는 것을 말하는데 이 사람이 만든 기동법인것 같다.

 

○ 3상 유도전동기 속도제어법

 

직류 전동기가 속도제어에 유용하다고 하였으나 이제는 유도 전동기도 속도 제어에 그리 큰 어려움이 없게되어 교류 전동기 천하가 되었다.

 

① 3상 농형 유도 전동기

 

- 주파수 변환법 : 인버터를 이용한 주파수 변환장치 이용

- 극수 변환법 : 승강기 등 속도 제어

- 1차 전압 제어법

 

② 3상 권선형 유도 전동기

 

- 2차 저항 제어법 : 구조가 간단하고, 제어조작이 용이하다. 비례추이!

 

2차 동손이 슬립(s)에 비례하므로 저항이 커지면, 슬립이 증가한다. 슬립이 증가하면 속도는 감소한다.

3상 유도전동기 슬립(Slip)

 

$N=(1-s)N_s$

 

- 2차 여자법 : 회전자 기전력과 같은 크기의 주파수 전압을 회전자에 인가

 

③ 종속접속법 : 전동기 2대를 연결하여 속도제어

 

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*** 비례추이(Propotional Shifting)

 

유도 전동기의 최대 토크가 저항의 변화 추이에 따라 다음 그림과 같이 이동하는 것.  

 

위 그림을 보면, 기동 시 2차 저항 값이 크면 기동토크가 높아서 기동이 쉬움을 알 수 있다. 또한 2차 저항 값에 따라 정격 토크에서 슬립이 높아짐을 볼 수 있다. 그래서 비례추이는 기동법과 속도제어법에 이용된다.