전기기기›유도기·동기기

유도전동기 원리와 구조

Induction Motor Principle

회전자기장 — 3상이 만드는 회전

3상 전류가 만드는 회전자기장과 회전자 회전 시각화

4
60 Hz
5%
💡 회전자기장이란?
①3상 전류는 시간차(120°)를 두고 흐른다
②각 코일의 자기장이 합쳐지면 마치 자석이 빙글빙글 도는 것처럼 보인다
③이 '회전하는 자기장'이 회전자를 끌어당겨 모터가 돈다
동기속도와 슬립
동기속도
Ns = 120fP
Ns: 동기속도[rpm], f: 주파수[Hz], P: 극수
슬립
s = Ns - NNs
s: 슬립, Ns: 동기속도, N: 회전자 속도
🎯 핵심 포인트
①현재 설정: P=4, f=60Hz → Ns=1800rpm
②슬립 s=5% → 회전자 N=1710rpm
③슬립이 0이면 회전자기장과 같은 속도 → 유도기전력 0 → 토크 0
④따라서 유도전동기는 항상 슬립이 존재한다
구조 — 고정자와 회전자

유도전동기 구조

🌳유도전동기의 두 핵심 부분
💡 농형 vs 권선형
①농형(다람쥐 우리형): 구조 간단, 값싸고 튼튼, 산업현장 대부분
②권선형: 외부 저항으로 기동토크 조절 가능, 대형 전동기용
③전기기능사 시험에서는 농형이 압도적으로 많이 출제된다
단상유도전동기 기동법

단상 기동법

📊단상유도전동기 기동 방식 비교
기동 방식원리용도
셰이딩코일형극 일부에 단락 구리링선풍기, 소형
콘덴서기동형콘덴서로 위상차 생성냉장고, 에어컨
분상기동형보조권선 저항차이세탁기, 펌프
반발기동형브러시+정류자대형 단상
💡 왜 단상은 스스로 회전하지 못할까?
①단상 전류는 회전자기장이 아니라 교번자기장을 만든다
②교번자기장 = 시계방향 + 반시계방향 두 회전자기장의 합
③두 힘이 상쇄되어 정지 상태에서는 토크가 0이다
④따라서 보조 장치로 한쪽 방향 힘을 만들어야 기동된다
총정리
동기속도 공식
Ns = 120fP
동기속도 = 120 × 주파수 / 극수
슬립 공식
s = Ns - NNs
슬립 = (동기속도 - 회전자속도) / 동기속도
회전자 속도
N = Ns(1 - s)
회전자속도 = 동기속도 × (1 - 슬립)
🎯 시험 포인트
①동기속도 Ns=120f/P 반드시 암기
②슬립 s=(Ns-N)/Ns, 부하 증가 → 슬립 증가
③농형 유도전동기가 가장 널리 사용
④단상유도전동기는 보조장치 없이 자기동 불가
⑤극수가 많을수록 동기속도가 낮아진다