단상 유도전동기

1마력 이하의 전동기로 제한 한 상으로는 회전자계를 만들지 못함 2 회전자계론은 단상 교류에서 회전 자계가 어떻게 발생하는지 설명함.

원리

1상에 의해 발생하는 자계는 맥동함

회전자가 돌기 시작하도록 하는 보조수단 없이는 회전자계를 발생할 수 없음 → 기동장치가 필요함
정지된 농형 회전자는 단락 상태의 변압기 2차측과 같이 동작
회전자가 기계적으로(손이나 다른 방법을 통해) 회전된다면 회전자계가 생성되며 기계는 동기속도 부근까지 가속
고정자 권선에 의해 만들어지는 자속은 주축상에서 정현적으로 교번
회전자에 유기되는 자속(속도전압에 의해 유기되는 자속)은 직교축상에서 정현적으로 교번
속도전압은 자속과 동상이며, 자속은 이를 야기하는 전류와 동상 → 직교자속은 주축자속에 90도 뒤짐

직교자계이론

주극자속은 주축자속(direct-axis flux)

속도전압에 의해 유기되는 자속은 직교축자속(quadrature-axis flux)

속도전압은 자속과 동상이며, 자속은 이를 야기하는 전류와 동상

상분활에 의한 유도전동기

주권선(main winding)은 주축자속을 만들어냄

보조권선(auxiliary winding) 혹은 기동권선(starting winding)은 직교축자속을 만들어 냄. 주권선과 90도의 전기각을 갖도록 배치 상분활회로는 보조권선과 직렬로 접속되어 보조권선에 흐르는 전류가 주권선의 전류와 위상차를 갖도록 해줌

상분활은 커패시터나 저항을 통해 이루어짐

기기는 일단 돌기 시작하면 자기여자에 의해 직교자속이 유지되므로 상분활회로를 갖는 보조 구선을 분리해 버려도 무방함

구속토크

각 권선에 흐르는 구속전류의 크기의 곱에 이들 두 전류간 위상차의 사인값을 곱한 것에 비례

보조권선회로에 추가된 저항은 보조권선의 전류를 감소시키지만 구속토크는 증가함

최적저항값에 해당하는 위상차는 일반적으로 25°에서 30°의 범위에 놓임

저항기동형 분상전동기

보조권선에는 주권선보다 가는 전선을 사용, 보조권선의 저항-리액턴스 비가 주권선에서보다 큰 값이 되도록 함

원심스위치는 전동기가 대략 동기속도의 75-80%에 도달하면 개방됨

기동토크는 정격의 130%

원심펌프, 기름연소기, 송풍기

커패시터기동형 분상전동기

일정주파수 전원하에서 극수 변경 이외에는 속도를 제어할 수 있는 방법이 없음

위상차 가 75°에서 88° 사이값

기동토크는 정격의 300%

스토커, 컴프레서, 왕복형 펌프

영구분상형 커패시터 전동기(permanent-split capacitor motor)
- 커패시터를 포함한 보조권선이 영구적으로 접속되어 있는 구조
- 커피시터 용량은 기동특선과 운전성능 사이에서 절충된 값
- 속도제어 방식 : 단권변압기를 사용, 두 권선 모두에 직렬로 외부저항이나 리액터를 사용, 탭과 선택스위치를 사용, 주권선의 권선수를 조정하는 방법, 정지형 제어기를 사용하는 방법
- 일체형 난방기, 환기용 팬
2중 커패시터 전동기(two-value capacitor motor)
- 기동시에는 운전시보다 큰 커패시터 용량을 사용
- 운전상태에서는 커패시터 용량을 감소시켜 역률의 개선, 효율의 향상, 높은 항복토크가 나타남