유도전동기의 등가회로 및 특성

전기기사 필기 2017년 3회 58번

Q문제

60 H z

의 3상 유도전동기를 동일 전압으로

50 H z

에 사용할 때 ⓐ무부하 전류, ⓑ온도 상승, ⓒ 속도는 어떻게 변하겠는가?

유사 문제 링크

선택지 분석

ⓐ60/50으로 증가, ⓑ60/50으로 증가, ⓒ50/60으로 감소

주파수가 60Hz에서 50Hz로 감소할 때, 무부하 전류와 온도 상승은 증가하고 속도는 감소합니다.

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Step 1: 무부하 전류의 변화 유도기전력

E = 4.44 f N Φ

에서 자속

Φ

는

\frac{E}{f}

에 비례합니다. 전압이 일정할 때 주파수가 50/60으로 감소하면 자속은 60/50으로 증가합니다. 자속이 증가하면 자화 전류(무부하 전류)도 60/50으로 증가합니다.

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Step 2: 온도 상승의 변화 철손 중 히스테리시스손

P_{h}

는

\frac{V ^{2}}{f}

에 비례하므로 주파수가 감소하면 철손이 증가합니다. 또한, 회전 속도 감소로 냉각팬의 효과가 저하되어 온도 상승은 60/50으로 증가합니다.

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Step 3: 속도의 변화 동기속도

N_{s} = \frac{120 f}{p}

이므로 속도는 주파수에 비례합니다. 따라서 주파수가 50/60으로 감소하면 속도 역시 50/60으로 감소합니다.

주파수가 감소하면 철손 증가 및 냉각 효과 저하로 인해 온도 상승은 증가합니다.

전압이 일정할 때 주파수가 감소하면 자속이 증가하여 무부하 전류는 증가합니다.

주파수가 감소하면 무부하 전류는 증가하고, 동기속도는 주파수에 비례하므로 감소합니다.

주파수가 감소하면 왜 무부하 전류가 증가하나요?

전압이 일정할 때 주파수가 감소하면 기기의 자속이 증가하게 됩니다. 자속이 증가하면 철심의 자기 포화 현상이 심해져 자속을 만들기 위해 필요한 자화 전류(무부하 전류)가 크게 증가합니다.

주파수가 감소할 때 온도 상승이 커지는 이유는 무엇인가요?

주파수가 감소하면 히스테리시스손이 증가하여 철손이 커집니다. 또한, 전동기의 회전 속도가 줄어들어 축에 연결된 냉각팬의 풍량이 감소하므로 냉각 효과가 떨어져 온도가 더 많이 상승합니다.