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기사/공사필기
전동기의 속도와 토크
- 작성자
- fowles112
- 작성일
- 2024-09-25 17:01:12
- No.
- 171395
- 교재명
- 2024 전기기기
- 페이지
- 직류 전동기, 유도 전동기
- 번호/내용
- 속도와 토크
- 강사명
- 최종인
질문1.
보통 전동기에서 속도와 토크는 반비례 하는 것으로 배웠습니다.
F=ma에 따라 힘이 강해지면 (=토크가 강해지면) 속도 또한 빨라지는게 맞지 않나 헷갈렸지만
제가 이해한 바로는 직류 전동기에서는 속도가 빠를 수록 역기전력이 커지고
역기전력이 커지면 전기자 전류가 작아져서 토크가 작아지는 것으로 알고 있습니다.
이게 맞나요?
질문2.
유도 전동기의 속도와 토크 관계도 직류 전동기와 같이 반비례 하는 것으로 알고 있습니다.
하지만 유도 전동기는 역기전력이 없는 전동기인데요.
그래서 고민을 해보니 속도가 빠를 수록 회전자계의 회전 속도와 차이가 없어서
회전자가 자계를 끊지 못하고, 플레밍의 오른손 법칙에 따라 발전을 하지 못해서 회전자에 전류가 흐르기 힘들고
플레밍의 왼손 법칙 F = B x I 에서 I가 작아져서 토크가 약해진다고 이해했는데 이게 맞나요?
유도 전동기에서 속도와 토크가 반비례 하는 이유는 정확히 무엇인가요?
질문3.
유도 전동기에서 속도와 토크는 반비례한다고 배웠지만
막상 토크-슬립 그래프를 보면
슬립 = 1(회전자 속도 = 0 )에서 슬립이 작아질수록 (회전자 속도가 커질수록) 토크가 증가하는 부분이 존재합니다.
그래프만보면 비례할 때도 있고, 반비례 할 때도 있는데 어떻게 해석하는게 맞나요?
질문4.
하지만 유도 전동기 비례추이 개념을 살펴보면
2차 저항이 클수록 기동토크는 커진다고 배웠는데요.
유도 전동기 원리를 살펴보면
1) 회전자계를 통해 회전자에 시간당 자속의 변화가 생기고 플레밍의 오른손 법칙에 따라 기전력이 유도된다.
2) 유도된 기전력에 의해 회전자에 전류가 흐르고, 이 전류와 회전자계에 의해 다시 플레밍의 왼손 법칙에 따라 토크가 발생한다.
이렇게 알고 있는데요.
여기서 2차측 저항을 증가시키면 회전자의 총 저항이 늘어나는건데 이러면 2차측 전류가 작아지지 않나요?
2차측 전류가 작아지면 플레밍의 왼손법칙 F = B x I 에서 역시 I 값이 작아지는 것이고
최종적인 토크도 작아지는게 맞지 않나요?
2차 저항이 커지면, 기동 토크가 증가하는 원리는 무엇인가요?
질문5.
비례추이의 원리가 궁금합니다.
2차 저항이 커지면 왜 슬립도 비례해서 커지는 것인가요?
자세한 과정과 원리가 궁금합니다.
안녕하세요, 답변드립니다.
1.
네, 맞습니다.
2.
동일한 출력 내에서 속도가 정격에 가까울수록 전동기를 회전하는데 필요한 토크는 감소하며,
속도가 느릴수록 더 많은 힘을 요구할 것입니다.
일상생활에서 동일한 힘(출력)을 기준으로 짐이 많다면 속도가 느려지고 짐이 없다면 속도가 빨라지는 것과 동일한 이치가 됩니다.
3.
유도전동기 속도 토크곡선에서 초기 전동기가 정지되어 있는 상태에서 충분한 힘이 없다면 전동기는 정지할 것입니다.
즉, 일정속도 이상으로 도달하기 위해 토크가 증가하여 최대토크가 도달하고
어느 정도의 속도로 올라가면 원심력에 의해 속도를 증가시키기 위한 토크가 감소하게 됩니다.
정지하고 있는 자동차를 민다. 생각하면 초기에 자동차를 움직이기 위한 힘이 많이 필요하게 되고
자동차가 움직이는 이후 적은 힘이 필요한 것과 같습니다.
4.
출력이 일정할 때 2차 저항이 증가하면 전류는 감소하고, 전류감소에 의해 속도는 감소합니다.
이때, 토크는 속도와 반비례하므로 토크가 증가하게 됩니다.
5.
아래의 영상에서 비례추이에 관련된 질의해 주신 내용을 자세하게 유도하고 있습니다.
해당 영상을 먼저 시청 후 궁금하신 사항이 있다면 질의해 주시길 바랍니다.