일반기술

운전특성을 개선한 유도전동기 로타

본 고안은 농형 유도전동기의 회전로타를 구조 변경하여 유도전동기의 운전 특성을 개선하고자 하는 창안이다. 농형 유도전동기는 구조가 간단하고 취급이 쉬우나 기동 시 회전 토르크의 감소와 함께 많은 기동전류의 소요등이 따르며 또한 과부하시 회전토르크가 감소됨으로 인하여 더욱 많은 운전전류의 소요등의 문제점이 있다. 특히 대형 유도 전동기의 경우에는 단점들이 더욱 부각된다. 이의 문제점들을 개선 하기 위하여 권선형 유도기를 일부에서 채용하고 있느나 구조가 복잡하고 제어가 까다로우며 농형 유도전동기의 단점을 완전하게 보완하지 못하며 취급의 곤란함, 크기의 증가등의 단점이 있다. 본 고안은 이러한 문제점들을 개선하기 위하여 농형 유도전동기의 Rotor 에 방사형으로 2~3 회의 권선이 감기고 두께가 얇은 보조 Rotor 를 부착함으로써 유도전동기의 단점들을 모두 보완하도록 하였다. 보조 Rotor 는 바퀴 형식의 방사형 자로를 갖추고 자로에 권선된 도선은 주 Rotor 의 유기선과 연결되어 주 Rotor 에 유도되어 흐르는 전류의 위상각을 크게하여 회전 토르크를 증가시키며 기동시 또는 과부하시 많은 전류가 흐를시 Reactance 의 증가로 인하여 대전류가 흐르지 못하도록 하여 운전특성을 현저히 개선하는 역할을 한다. 정속 운전시에는 슬립의 감소로 인한 유도전압의 감소와 함께 2차권에 흐르는 전류의 주파수가 매우 낮아지므로 Reactance 가 아주 작아지게 되어 정속 운전에 영향을 미치지 않도록 된다. 본 고안은 유도기의 과부하시나 기동시등 슬립이 증가되었을때 전기자 권선을 보호하게 되어 소손을 방지하며 특히 부하가 증가되었을시의 전동기 효율이 현저히 개선되도록 유도전동기의 Rotor 의 구조를 변경한 창안이다. 1) 원리 1>유도전동기의 정확한 회전 원리와 기동초기 또는 과부하시 운전전류의 소요에 비해 회전 토르크가 작아지는 이유는 아래와 같다. ① 유도전동기가 기동초기 또는 과부하시의 특성은 변압기와 유사한 전기적 현상 을 나타내며 공학적인 이론의 측면에서도 동일하게 취급 되어진다. 일반적으로 유도전동기의 기초원리 이론에서는 전기자의 회전자계에 의해 플레밍의 오른손 법칙에 따라 2차 권선에서의 유도전류에 의한 현상으로 설명 되어지고 있으나 그와는 달리 실제로는 전기자 자극의 위치 변동에 의하여 로타에 자속의 변화가 발생되어 마치 변압기처럼 전자 유도 현상에 따라 유도 전류가 흐르게 되고 변압기와 동일한 이론의 결과가 나타 내어지게 된다. 이는 일반적으로 해석되는 유도전동기의 기초원리 이론과는 다른 현상이라 보아야 한다. 실제로 전기자 자극이 직접 회전하지 않는 이상은 로타 권선에서 발전기와 같은 유도 현상은 일어나지 않는다. ② 로타에서 회전 토르크가 발생하는 이유는 로타에서의 유도되는 전압과 전류의 위상차에 의해 전류가 늦게 흐르게 됨으로써 전기자 자극의 위치 변동에 의하여 전기자 자극과 로타 전류 간에 플레밍의 왼손 법칙에 의해 발생되어지고 또 전기자의 자기장과 로타의 자기장 간의 일치력에 의존되어 토르크의 발생이 형성된다.