Lecture 히스테리시스 전동기

히스테리시스 전동기

구조

• 고정자는 유도전동기의 고정자와 동일하다.
• 회전자는 강자성의 영구자석합금 물질과 비자성체 지지물로 이뤄진 매끄러운 원통형이다.

원리

• 고정자 자석이 정지하고 있다면 회전자 극의 자속축은 고정자 자속축과 일치한다.

• 회전자 구속 상태에서

  • 고정자 자석이 회전하면 자석에 의하여 회전하는 자장이 만들어진다.
  • 회전하는 자장과 회전자의 자극 사이에 끌어당기는 인력이 발생한다.
  • 회전자는 고정자 극에 비하여 $\delta_h$만큼 뒤처진다.
  • 지연각도에 인력이 발생되고 일정한 가속토크를 발생한다.

• 무부하 상태

  • 일정한 토크에 의해 회전자는 동기속도로 회전할 수 있도록 가속된다.
  • 회전자에 전달된 에너지는 히스테리시스 에너지 형태이다.

손실

$$P_{h}=k_{h}f_{r}B_{\max}^{n}$$

$$P_{mech}= P_{h}\left(\dfrac{1-s}{s}\right)$$

$$\dfrac{T_{h}n_{r}}{5252}= k_{h}f_{r}B_{\max}^{n}\left(\dfrac{1-s}{s}\right)$$

$$n_{r}= n_{s}(1-s)$$

$$f_{r}= s f_{s}$$

$$T_{h}=\dfrac{5252 k_{h}f_{s}B_{\max}^{n}}{n_{s}}=\dfrac{5252 k_{h}B_{\max}^{n}}{120/P}$$

• 히스테리시스 토크는 주파수 및 속도에 무관하게 일정하다.

• 회전자의 히스테리시스 루프의 면적에 의해서만 결정된다.

$T_{mag}\le T_{h}$→ $s =0$

부하운전

• 구속상태부터 동기속도까지 일정한 히스테리시스 토크를 발생한다.
• 토크각의 증가에 따라 축의 부하토크와 같은 값이다.
• 축의 부하가 증가할 때마다 과도기적인 기간 동안만 발생한다.
• 자석토크는 동기속도로 운전시에만 발생한다.

특징

• 구속상태에서 동기속도까지 어떤 부하라도 동기속도까지 가속한다.
• 회전자가 매끄러워 조용하게 작동한다.
• 큰 회전자저항과 리액턴스에 의하여 기동전류가 정격전류의 150%정도로 제한된다.

용도

• 조용한 운전 특성으로 전축, 테이프 레코더
• 어떤 부하에서도 동기속도로 운전이 가능하다.