유도전동기의 구조 및 원리

전기기사 필기 2013년 1회 51번

Q문제

제 9차 고조파에 의한 기자력의 회전 방향 및 속도는 기본파 회전 자계와 비교할 때 다음 중 적당한 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

기본파와 역방향이고 9배의 속도

고조파의 회전 속도는 기본파 속도의 1/n배이며, 9차 고조파는 역방향 회전자계를 형성하지 않습니다.

기본파와 역방향이고 1/9배의 속도

5차, 11차 등 (6k-1)차 고조파에 해당하는 특성을 9차 고조파에 잘못 적용한 설명입니다.

회전자계를 발생하지 않는다.

3상 유도전동기에서 발생하는 고조파의 특성을 분석합니다. 고조파 차수 n에 따라 회전자계의 발생 여부와 방향이 결정됩니다.

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Step 1: 고조파 차수를 분류합니다. n = 6k + 1 차(1, 7, 13...)는 기본파와 동방향 회전자계를 형성하고, n = 6k - 1 차(5, 11, 17...)는 기본파와 역방향 회전자계를 형성합니다.

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Step 2: 3의 배수 차수(n = 3k)인 고조파를 확인합니다. 제3차, 제9차, 제15차 등의 고조파는 각 상의 위상차가 0(동위상)이 됩니다.

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Step 3: 결론을 도출합니다. 제9차 고조파는 3의 배수 차수에 해당하여 각 상의 기자력이 합산될 때 서로 상쇄되거나 회전력을 생성하지 못하므로 회전자계를 발생시키지 않습니다.

기본파와 동방향이고 9배의 속도

고조파의 속도는 차수가 커질수록 느려지며(1/n), 9차 고조파는 동방향 회전자계를 형성하지 않습니다.

왜 3의 배수 차수 고조파는 회전자계를 만들지 못하나요?

3상 평형 회로에서 3의 배수 고조파는 세 상의 위상이 모두 같아지는 동위상 성분이 됩니다. 이 경우 벡터 합이 회전하는 형태를 띠지 못하므로 회전자계가 형성되지 않습니다.

고조파의 차수와 회전 속도는 어떤 관계가 있나요?

고조파에 의한 회전자계의 속도는 기본파의 동기 속도를 고조파의 차수(n)로 나눈 값인 v/n이 됩니다. 따라서 차수가 높아질수록 회전 속도는 비례해서 느려집니다.