전기기사 전기기기 · 유도전동기의 시험

No-Load & Locked-Rotor Tests

유도전동기 시험은 무부하 시험과 구속 시험으로 등가회로의 정수를 구하고, 이 값으로 토크 · 효율 · 역률을 미리 셈하는 일이다. 무부하 시험은 철손과 자화 성분을, 구속 시험은 누설 리액턴스와 동손 성분을 주며, 계산은 선간 전압을 √3 으로 나눈 한 상 값으로 맞춘다. 원선도를 그리는 데 필요한 것도 무부하 시험 · 구속 시험 · 권선 저항 측정의 세 가지라서, 다음 쪽과 바로 이어져요. 시험 종류를 고르고 인가 전압 비율 슬라이더를 움직이면 회로도의 측정값과 계산한 정수가 함께 바뀌어요.

왜 시험이 필요할까

유도전동기의 등가회로 정수(저항, 리액턴스)를 알아야 토크, 효율, 역률을 예측할 수 있다. 이 정수는 무부하 시험과 구속 시험이라는 두 가지 간단한 시험으로 구하며, 변압기의 개방 · 단락 시험과 원리가 같아요.

💡 변압기 시험과의 대응

무부하 시험은 변압기의 개방 시험과 같아 여자 임피던스를 정한다.

①구속 시험은 변압기의 단락 시험과 같아 누설 임피던스를 정한다.

②이 두 시험과 권선 저항 측정만으로 등가회로의 정수를 모두 구할 수 있어요.

시험 회로와 측정값

인가 전압 비율100 %

무부하 시험: 여자 정수

정격 전압을 걸고 부하 없이 돌린다. 슬립이 거의 0 이라 r₂'/s 가 아주 커져 회전자 회로에는 전류가 거의 흐르지 않는다. 그래서 재는 전력은 철손과 기계손이고, 전류는 여자 전류(자화 전류 + 철손 전류)이다.

핵심 공식

Z₀ = (V₀/√3) / I₀

무부하 임피던스(한 상, V₀ 는 선간 전압)

핵심 공식

r₀ = P₀ / (3·I₀²)

여자 저항 성분(한 상, 철손 + 기계손)

핵심 공식

x₀ = √(Z₀² − r₀²)

여자 리액턴스(자화 리액턴스)

구속 시험: 누설 정수

회전자를 붙잡아 돌지 못하게 하고(s = 1) 전압을 낮춰 건다. 정격 전류가 흐르는 전압에서 잰다. 이때 r₂'/s = r₂' 이므로 등가회로의 1차와 2차를 직렬로 이은 임피던스가 측정돼요.

핵심 공식

Z_s = (V_s/√3) / I_s

구속 임피던스(한 상, 1차 + 2차 합성)

핵심 공식

r_s = P_s / (3·I_s²) = r₁ + r₂'

합성 저항(한 상)

핵심 공식

x_s = √(Z_s² − r_s²) = x₁ + x₂'

합성 누설 리액턴스

🔍 정수 나누기

r_s = r₁ + r₂' 에서 1차 저항 r₁ 은 직류로 따로 잴 수 있다.

①x_s = x₁ + x₂' 는 보통 x₁ = x₂' = x_s/2 로 똑같이 나눈다.

②구속 시험은 반드시 전압을 낮춰서 한다. 정격 전압을 걸면 기동 전류만큼 큰 전류가 흘러요.

시험 정리

핵심 공식

무부하 시험 → r₀, x₀(여자 정수)

정격 전압, 무부하 운전(s ≈ 0)

핵심 공식

구속 시험 → r_s, x_s(누설 정수)

낮춘 전압, 회전자 구속(s = 1)

📝 시험 포인트

①무부하 시험은 정격 전압을 걸고, 구속 시험은 전압을 낮춰 정격 전류를 흘린다.

②무부하 입력 P₀ 는 철손 + 기계손이고, 동손은 무시할 만큼 작다.

③구속 시험 입력 P_s 는 1차 동손 + 2차 동손이고, 전압이 낮아 철손은 무시한다.

④누설 리액턴스는 보통 x₁ = x₂' = x_s/2 로 나눠요.

⑤원선도를 그리려면 무부하 시험, 구속 시험, 권선 저항 측정이 필요하다.

📝 대표 기출유형

①[기출유형] 유도전동기 무부하 시험에서 재는 손실은? (답: 철손 + 기계손)

②[기출유형] 구속 시험은 어떤 조건에서 하는가? (답: 회전자를 붙잡고(s = 1) 전압을 낮춰 정격 전류를 흘린다)

③[기출유형] 원선도를 그리는 데 필요한 시험이 아닌 것은? (답: 부하 시험 · 슬립 측정 등. 필요한 것은 무부하 시험, 구속 시험, 저항 측정)

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단상유도전동기

원선도

마지막 수정 2026-10-20

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