단상 유도전동기 기동 원리

정의와 구조

단상 유도전동기는 단상 교류 전원으로 돌아가는 소형 유도전동기다.

고정자에는 단상 권선만 있고, 회전자는 구조가 간단한 농형을 쓴다.

선풍기, 세탁기, 냉장고 압축기에 가장 많이 쓰이는 이유다.

교번자속과 2 회전자계

단상 전원의 교번자속은 크기가 같고 방향이 반대인 두 회전자계로 나뉜다.

정회전 성분과 역회전 성분은 각각 최대치의 절반 크기다.

정지 상태에서는 두 토크가 크기는 같고 방향은 반대이므로 합이 0이다.

그래서 단상 유도전동기는 자체로 기동하지 못하고 기동 방식이 필요하다.

기동 방식과 위상차

기동 방식은 위상차를 만드는 수단에 따라 나뉜다.

분상형은 저항과 리액턴스 차이로, 콘덴서형은 기동용 콘덴서로 위상차를 만든다.

셰이딩 코일형은 단락 코일의 지연 자속을 쓰며 기동 토크가 가장 작다.

반발 기동형은 기동 토크가 매우 크지만 정류자 보수가 필요해 사용이 줄고 있다.

기동 토크는 위상차를 얼마나 크게 만드는지로 갈린다.

콘덴서 기동과 원심력 스위치

콘덴서 기동형은 보조권선 회로에 콘덴서를 직렬로 넣는다.

콘덴서가 보조 전류의 위상을 크게 앞서게 해 위상차를 키운다.

정전용량이 커질수록 리액턴스가 작아져 위상 진상이 커진다.

기동이 끝나면 원심력 스위치가 콘덴서 회로를 분리한다.

정지 시 토크 직접 풀기

정지 상태에서 정회전과 역회전 토크의 합을 구해 보자.

정지 상태는 슬립 s=1이며 두 회전자계의 슬립이 같아진다.

정리

단상 유도전동기는 자체 기동 토크가 0이므로 기동 장치가 필요하다.

교번자속은 2 회전자계 이론으로 설명한다.

기동 방식은 위상차를 만드는 수단으로 나뉜다.

보조권선은 동기속도의 70~80%에서 원심력 스위치로 분리한다.