3상 비동기모터삼상 비동기 모터는 380V 삼상 교류 전류(위상차 120도)를 동시에 연결하여 구동하는 유도 전동기의 일종입니다. 삼상 비동기 모터는 회전자와 고정자의 회전 자기장이 같은 방향으로 회전하지만 속도가 다르기 때문에 슬립이 발생하므로 삼상 비동기 모터라고 합니다.
3상 비동기 전동기의 회전자 속도는 회전하는 자기장의 속도보다 느립니다. 회전자 권선은 자기장과의 상대 운동으로 인해 기전력과 전류를 발생시키고, 자기장과 상호 작용하여 전자기 토크를 발생시켜 에너지를 변환합니다.
단상 비동기식과 비교했을 때모터3상 비동기모터작동 성능이 더 우수하고 다양한 재료를 절약할 수 있습니다.
회전자 구조에 따라 3상 비동기 모터는 케이지형과 권선형으로 나눌 수 있다.
케이지 로터형 비동기 모터는 구조가 간단하고 작동이 안정적이며 무게가 가볍고 가격이 저렴하여 널리 사용되고 있습니다. 하지만 속도 조절이 어렵다는 것이 주요 단점입니다.
권선형 3상 비동기 전동기의 회전자와 고정자에는 3상 권선이 장착되어 있으며, 슬립링과 브러시를 통해 외부 가변저항기에 연결되어 있습니다. 가변저항기의 저항을 조절하면 전동기의 시동 성능을 향상시키고 속도를 조절할 수 있습니다.
3상 비동기 전동기의 작동 원리
3상 고정자 권선에 대칭 3상 교류 전류가 공급되면 고정자와 회전자의 내부 원형 공간을 따라 동기 속도 n1로 시계 방향으로 회전하는 회전 자기장이 생성됩니다.
회전하는 자기장이 n1의 속도로 회전하므로, 회전자 도체는 처음에는 정지해 있다. 따라서 회전자 도체는 고정자의 회전하는 자기장을 가로질러 유도 기전력을 발생시킨다(유도 기전력의 방향은 오른손 법칙에 의해 결정된다).
단락링에 의해 회전자 도체의 양 끝이 단락되면 유도 기전력의 작용으로 회전자 도체에는 유도 기전력과 거의 같은 방향의 유도 전류가 발생합니다. 회전자의 전류가 흐르는 도체는 고정자 자기장 내에서 전자기력을 받게 되며(힘의 방향은 왼손 법칙을 사용하여 결정됨), 이 전자기력은 회전축에 전자기 토크를 발생시켜 회전자가 회전 자기장의 방향으로 회전하게 합니다.
위의 분석을 통해 전동기의 작동 원리는 다음과 같다는 결론을 내릴 수 있습니다. 전동기의 3상 고정자 권선(각 권선의 전기각 차이는 120도)에 3상 대칭 교류 전류가 공급되면 회전 자기장이 발생하고, 이 자기장이 회전자 권선을 끊어 회전자 권선에 유도 전류를 발생시킵니다(회전자 권선은 폐회로입니다). 전류가 흐르는 회전자 도체는 고정자 회전 자기장의 작용으로 전자기력을 발생시키고, 따라서 전동기 축에 전자기 토크가 발생하여 전동기가 회전 자기장의 방향과 같은 방향으로 회전하게 됩니다.
3상 비동기 모터의 배선도
3상 비동기 모터의 기본 배선:
3상 비동기 모터의 권선에서 나오는 6개의 전선은 기본적으로 델타-델타 결선과 스타 결선의 두 가지 연결 방식으로 나눌 수 있습니다.
6개의 전선은 3개의 모터 권선, 즉 3개의 헤드 엔드와 3개의 테일 엔드를 나타냅니다. 멀티미터를 사용하여 동일한 권선의 헤드 엔드와 테일 엔드 사이의 연결 상태(예: U1-U2, V1-V2, W1-W2)를 측정합니다.
1. 3상 비동기 전동기의 삼각 델타 결선 방식
삼각형 델타 연결 방식은 그림과 같이 세 개의 권선의 머리와 꼬리를 순서대로 연결하여 삼각형을 형성하는 방식입니다.
2. 3상 비동기 전동기의 스타 결선 방식
스타 결선 방식은 세 개의 권선의 머리 또는 꼬리 끝을 연결하고, 나머지 세 개의 전선은 전원 연결에 사용하는 방식입니다. 연결 방법은 그림과 같습니다.
삼상 비동기 모터의 배선도에 대한 그림 및 설명
3상 모터 접속함
3상 비동기 모터를 연결할 때, 접속함 내 연결 부품의 연결 방법은 다음과 같습니다.
3상 비동기 모터를 코너 결선할 때, 접속함 연결부의 연결 방법은 다음과 같습니다.
3상 비동기 모터의 연결 방식에는 스타 결선과 삼각 결선 두 가지가 있습니다.
삼각측량법
동일한 전압과 전선 굵기를 사용하는 권선에서, 스타 결선 방식은 삼각 결선 방식보다 상당 권선 수가 3배(1.732배) 적고 출력도 3배 낮습니다. 완성된 모터의 결선 방식은 380V의 전압을 견딜 수 있도록 고정되어 있으며, 일반적으로 변경이 불가능합니다.
삼상 전압 레벨이 일반적인 380V와 다를 경우에만 연결 방식을 변경할 수 있습니다. 예를 들어, 삼상 전압 레벨이 220V일 경우, 기존 380V 삼상 전압의 스타 결선 방식을 삼각 결선 방식으로 변경할 수 있습니다. 삼상 전압 레벨이 660V일 경우, 기존 380V 삼상 전압의 델타 결선 방식을 스타 결선 방식으로 변경할 수 있으며, 이때 출력은 변하지 않습니다. 일반적으로 저출력 모터는 스타 결선 방식을 사용하고, 고출력 모터는 델타 결선 방식을 사용합니다.
정격 전압에서는 델타 결선 방식의 모터를 사용해야 합니다. 만약 이를 스타 결선 방식으로 변경하면 저전압 운전이 되어 모터 출력과 기동 전류가 감소합니다. 고출력 모터를 델타 결선 방식으로 기동할 경우 기동 전류가 매우 높습니다. 기동 전류가 선로에 미치는 영향을 줄이기 위해 일반적으로 강압 기동 방식을 사용합니다. 한 가지 방법은 기동 시 기존의 델타 결선 방식을 스타 결선 방식으로 변경하는 것입니다. 스타 결선 방식으로 기동한 후에는 다시 델타 결선 방식으로 전환하여 운전합니다.
3상 비동기 모터의 배선도
3상 비동기 전동기의 정방향 및 역방향 이송 라인의 물리적 구성도:
모터의 정방향 및 역방향 제어를 위해 전원 공급 장치의 임의의 두 상을 서로 상대적으로 조정하는 것(이를 정류라고 함)이 필요합니다. 일반적으로 V상은 고정되어 있고 U상과 W상이 서로 상대적으로 조정됩니다. 두 접촉기가 작동할 때 모터의 위상 순서가 안정적으로 교환되도록 하려면 접촉기의 상단 포트 배선이 동일해야 하며, 하단 포트에서 위상을 조정해야 합니다. 두 상의 위상 순서 교환으로 인해 두 개의 KM 코일에 동시에 전원이 공급되지 않도록 해야 합니다. 그렇지 않으면 심각한 상간 단락 고장이 발생할 수 있으므로 연동 장치를 사용해야 합니다.
안전상의 이유로, 버튼 연동(기계식)과 접촉기 연동(전기식)을 갖춘 이중 연동식 정/역회전 제어 회로가 흔히 사용됩니다. 버튼 연동을 사용하면 정/역회전 버튼을 동시에 눌러도 위상 조정을 위한 두 개의 접촉기가 동시에 작동할 수 없으므로, 기계적으로 상간 단락을 방지할 수 있습니다.
또한, 적용된 접촉기들의 연동으로 인해, 하나의 접촉기에 전원이 공급되는 동안에는 해당 접촉기의 접점이 오랫동안 닫히지 않습니다. 이러한 방식으로, 기계적 및 전기적 이중 연동을 적용하면 모터의 전원 공급 시스템에서 상간 단락이 발생하지 않아 모터를 효과적으로 보호하고, 위상 변조 중 상간 단락으로 인한 접촉기 소손 등의 사고를 방지할 수 있습니다.
게시 시간: 2023년 8월 7일
