일반기술

유도전동기의 자기등가회로 해석법

유도전동기의 자기등가회로를 구성하여 기동시 또는 부하변동시 과도상태를 해석한다. 기존의 유한요소법에 비해 해석이 빠르며, 별도의 상업용 소프트웨어 해석패키지를 필요로 하지 않으며, 다른 기기에 대해서도 해석적용이 쉽다. 효율적으로 운전하기 위해 전력전자기술을 이용하고 있는 유도전동기를 집중 정수 파라미터로 나타내는 등가회로 해석으로는 정밀한 해석을 할 수 없다. 유도전동기는 과도상태 동안에 정격전로 보다 몇 배 더 큰 전류가 흐르므로 발생 자속도 정격값 보다 더 크다. 과도상태의 자속 전류는 철손과 동손을 증가시켜 기기의 온도를 증가시켜 절연이 소손되거나 수명을 단축시킨다. 과도상태에서 발생한 토크는 정격값 보다 더 크기 때문에 커플링과 축에 과도한 기계적 부담을 주어 변형을 일으킨다. 따라서 유도전동기의 정상상태에서의 동특성 해석과 과도상태에서의 특성해석은 안정 운전과 수명연장을 위한 설계 파라미터를 구하기 위해 필수적이다.자기등가회로법은 유한요소법에 비해서 해석시간이 상당히 단축되며, 그에 상응하는 해석결과를 얻을 수 있다. 또한, 고전적인 등가회로법에 비해 재료 및 기기의 형상을 고려할 수 있어 정확한 해석결과를 기대할 수 있다. 유도전동기의 해석에는 집중정수 파리미터의 등가회로법 보다 정밀성을 갖는 유한요소법이 사용되어 왔다. 그러나 유한요소법은 정확성을 높일수록 기기 각 부분의 요소분할을 더 많이 하게되어 계산시간이 길어진다. 또한, 에너지 변환과정의 물리적 특성을 관찰할 수 없다. 유한요소법의 이러한 단점을 보완하기 위한 연구가 이루어지고 있으나 자계해석에 치우쳐 있다. 농형 유도전동기의 과도해석에 유한요소법을 사용하는 것 보다 시스템 행렬로 농형 유도전동기의 고정자와 회전자의 치기자력 분포를 해석하는 자기등가회로법이 더 효율적이다. 자기등가회로법은 권선분포, 고정자와 회전자 슬롯, 철심포화 등을 기기의 모델링에 포함시킬 수 있다. 이러한 자기등가회로법에 의해 과도현상에서의 고정자 회전자 슬롯수의 영향, 회전자 사구의 영향을 규명하고 전자기적 포화와 기계적인 에너지 밀도를 구할 수 있다.