유도전동기의 등가회로 및 특성

전기기사 필기 2019년 2회 49번

Q문제

그림은 전원전압 및 주파수가 일정할 때의 다상 유도전동기의 특성을 표시하는 곡선이다. 1차 전류를 나타내는 곡선은 몇 번 곡선인가?

유사 문제 링크

선택지 분석

(1)

곡선 (1)은 역률(cosφ)을 나타내며, 기동 시 낮은 값에서 시작하여 부하가 증가함에 따라 높아지다가 다시 감소하는 특성을 보입니다.

(2)

2번 곡선은 기동 시 최대 전류가 흐르고 속도가 증가함에 따라 감소하여 무부하 전류에 도달하는 1차 전류의 특성을 나타냅니다.

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Step 1: 유도전동기 기동 시(슬립 s=1)에는 정지 상태이므로 임피던스가 최소가 되어 매우 큰 기동 전류가 흐릅니다. 그래프의 왼쪽 끝(s=1)에서 가장 높은 값을 가집니다.

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Step 2: 전동기가 회전하기 시작하여 슬립(s)이 작아지면 회전자에 유도되는 기전력이 작아지고, 이에 따라 1차측에서 공급하는 전류도 점차 감소하는 곡선을 그리게 됩니다.

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Step 3: 슬립이 0이 되는 동기 속도 지점(그래프의 오른쪽 끝)에서는 출력이 0이 되지만, 자기장을 형성하기 위한 여자 전류가 필요하므로 전류값이 0이 되지 않고 일정 값을 유지하는 (2)번 곡선이 1차 전류에 해당합니다.

(3)

곡선 (3)은 효율(η)을 나타내며, 기동 시(s=1)와 무부하 시(s=0)에는 출력이 없으므로 0이 되고 정격 부하 부근에서 최대가 됩니다.

(4)

곡선 (4)는 토크(τ)를 나타내며, 기동 토크에서 시작하여 최대 토크를 거친 후 동기 속도(s=0)에서 0이 되는 특성을 가집니다.

슬립이 0일 때 1차 전류가 0이 되지 않는 이유는 무엇인가요?

슬립이 0인 무부하 상태에서도 회전자계를 만들기 위한 자화 전류와 철손을 공급하기 위한 철손 전류(여자 전류)가 필요하기 때문입니다.

그래프에서 슬립의 방향을 어떻게 확인하나요?

가로축 왼쪽이 s=1(정지 상태), 오른쪽이 s=0(동기 속도)으로 표시되어 있으므로 왼쪽에서 오른쪽으로 갈수록 속도가 증가하는 과정임을 알 수 있습니다.