유도전동기제어

전기기사 필기 2019년 1회 51번

Q문제

유도전동기의 속도제어를 인버터방식으로 사용하는 경우 1차 주파수에 비례하여 1차 전압을 공급하는 이유는?

유사 문제 링크

선택지 분석

역률을 제어하기 위해

역률 제어는 주로 전력용 콘덴서나 동기조상기를 통해 수행되며, V/f 일정 제어의 직접적인 목적이 아닙니다.

슬립을 증가시키기 위해

슬립이 증가하면 전동기의 효율이 저하되고 손실이 발생하므로 이를 목적으로 제어하지 않습니다.

자속을 일정하게 하기 위해

자속을 일정하게 유지하여 자기포화를 방지하고 안정적인 토크를 얻기 위함입니다.

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Step 1: 유도전동기의 유도기전력 공식 E = 4.44 * f * N * Φ를 확인합니다.

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Step 2: 위 식에서 자속 Φ는 E/f에 비례함을 알 수 있습니다. 즉, 자속을 일정하게 유지하려면 전압(E)과 주파수(f)의 비를 일정하게 관리해야 합니다.

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Step 3: 주파수 변화에 따라 전압을 비례적으로 조정(V/f 일정 제어)함으로써 철심의 자기포화를 막고 전 운전 범위에서 정격 토크를 유지합니다.

발생토크를 증가시키기 위해

V/f 일정 제어는 토크를 증가시키는 것이 아니라, 주파수 변화와 상관없이 토크를 일정하게 유지(정토크 제어)하기 위한 것입니다.

V/f 일정 제어를 하지 않고 주파수만 낮추면 어떻게 되나요?

주파수만 낮아지면 자속이 과도하게 증가하여 철심이 자기적으로 포화되고, 이로 인해 전동기가 과열되거나 소손될 위험이 있습니다.

인버터 제어에서 전압과 주파수를 동시에 바꾸는 이유는 무엇인가요?

전동기 내부의 자속 밀도를 일정하게 유지하여 저속부터 고속까지 안정적인 토크 특성을 확보하기 위함입니다.