유도기-권선형 유도 전동기 (전기기기)

 

유도기-권선형 유도 전동기

권선형 유도 전동기(Wound Rotor Induction Motor)는 농형 유도 전동기와 달리 회전자에 권선이 감겨 있는 형태의 전동기입니다. 이 전동기는 회전자 권선을 외부 회로와 연결할 수 있는 슬립 링과 브러시를 통해 속도와 토크를 제어할 수 있습니다. 권선형 유도 전동기는 농형 유도 전동기와 비교할 때 다양한 속도와 토크 제어가 가능하다는 장점이 있습니다.

 

 

권선형 유도 전동기의 구조

1. 고정자(Stator)
   • 철심: 실리콘 강판을 적층하여 만든 원통형 구조로 고정자 코어라 불립니다.
   • 권선: 고정자 코어의 슬롯에 구리 또는 알루미늄으로 만든 코일이 감겨 있습니다. 3상 교류 전원을 받아 회전 자기장을 생성합니다.
2. 회전자(Rotor)
   • 철심: 실리콘 강판을 적층하여 만든 원통형 구조로 회전자 코어라 불립니다.
   • 권선: 회전자 코어의 슬롯에 3상 권선이 감겨 있습니다. 이 권선은 외부 회로와 연결할 수 있습니다.
   • 슬립 링과 브러시: 회전자 권선은 슬립 링과 브러시를 통해 외부 저항기나 제어 장치와 연결되어 속도와 토크를 조절할 수 있습니다.

 

권선형 유도 전동기의 작동 원리

1. 회전 자기장 생성: 3상 교류 전원이 고정자 권선에 공급되면 고정자 내에서 회전 자기장이 형성됩니다.
2. 유도 전류 발생: 회전 자기장이 회전자의 권선에 유도 전류를 발생시킵니다. 이 유도 전류는 패러데이의 전자기 유도 법칙에 따라 생성됩니다.
3. 토크 생성: 유도 전류는 회전자 내에서 자기장을 생성하며, 이 자기장은 고정자의 회전 자기장과 상호작용하여 전동기를 회전시키는 토크를 만듭니다.
4. 속도와 토크 제어: 회전자 권선에 연결된 외부 저항을 조절함으로써 전동기의 속도와 토크를 제어할 수 있습니다. 외부 저항을 크게 하면 기동 토크가 증가하고, 기동 전류는 감소합니다.

 

권선형 유도 전동기의 특징

• 속도와 토크 제어: 슬립 링과 외부 저항기를 통해 속도와 토크를 쉽게 조절할 수 있습니다.
• 기동 특성 개선: 외부 저항을 사용하여 기동 시 큰 토크를 발생시키고, 기동 전류를 낮출 수 있습니다.
• 내부 저항 조정: 다양한 부하 조건에서 최적의 성능을 제공하기 위해 내부 저항을 조정할 수 있습니다.

 

권선형 유도 전동기의 장점

1. 우수한 속도 제어: 외부 저항을 통해 속도와 토크를 정밀하게 제어할 수 있습니다.
2. 기동 전류 감소: 외부 저항을 사용하여 기동 전류를 낮출 수 있어 전력 시스템에 부담이 적습니다.
3. 높은 기동 토크: 기동 시 큰 토크를 제공하여 무거운 부하를 쉽게 기동할 수 있습니다.

 

권선형 유도 전동기의 단점

1. 구조 복잡성: 슬립 링과 브러시가 추가되어 구조가 복잡하고 유지보수가 필요합니다.
2. 비용 증가: 농형 유도 전동기에 비해 초기 비용과 유지보수 비용이 높습니다.
3. 마모 및 손상: 슬립 링과 브러시는 시간이 지남에 따라 마모되고 손상될 수 있습니다.

 

권선형 유도 전동기의 응용 분야

• 산업 기계: 크레인, 엘리베이터, 제강 기계 등
• 송풍기와 펌프: 가변 속도가 필요한 펌프와 송풍기
• 운송 장비: 전기 기차 및 트롤리