분할상 유도 전동기
분할상 자동기는 저항시작 자동기로도 알려져 있으며, 단일 케이지 로터를 특징으로 합니다. 스테이터는 주 회로와 시작 회로라는 두 개의 독특한 회로를 장착하고 있습니다. 이 두 회로는 90도의 공간적 위치 차이를 가지며, 이러한 구조는 자동기의 작동에 중요한 역할을 합니다.
주 회로는 매우 낮은 저항과 높은 유도 반응을 가지고 있으며, 시작 회로는 그 반대의 특성을 가집니다. 즉, 높은 저항과 낮은 유도 반응을 가지고 있습니다. 이러한 두 회로 사이의 전기적 특성의 차이는 모터의 시작 토크를 생성하는 데 중요합니다. 아래에 제시된 연결 도표는 이러한 구성 요소들이 전기 회로 내에서 어떻게 상호 작용하는지를 보여줍니다:
저항이 보조(시작) 회로와 직렬로 연결되어 있습니다. 이러한 배치로 인해 두 회로를 통과하는 전류가 다릅니다. 결과적으로 발생하는 회전 자기장은 균일하지 않아, 비교적 작은 시작 토크를 생성합니다. 일반적으로 이 시작 토크는 지정된 운전 토크의 1.5배에서 2배 정도입니다. 시작 시점에서는 주 회로와 시작 회로가 전원 공급에 평행으로 연결됩니다.
모터가 동기 속도의 약 70-80%까지 가속되면 시작 회로가 자동으로 전원 공급에서 분리됩니다. 대략 100 와트 이상의 모터에서는 이 분리를 수행하기 위해 원심 스위치가 일반적으로 사용됩니다. 반면, 낮은 등급의 모터에서는 계전기가 시작 회로를 분리하는 역할을 합니다.
계전기는 주 회로와 직렬로 연결됩니다. 시작 단계에서 회로를 통해 많은 양의 전류가 흐르게 되어 계전기 접점이 닫힙니다. 이를 통해 시작 회로가 회로에 연결됩니다. 모터가 예정된 운전 속도에 가까워지면서 계전기를 통과하는 전류가 감소하기 시작합니다. 결국, 계전기가 열리고 보조 회로가 전원 공급에서 분리됩니다. 이 시점에서 모터는 주 회로만으로 계속 운전됩니다.
분할상 유도 자동기의 벡터 도표는 모터 내부의 전기적 관계와 위상 차이를 설명하며, 아래에 제시되어 있습니다:
주 회로의 전류 IM은 공급 전압 V보다 거의 90도 뒤집니다. 반면, 보조 회로의 전류 IA는 선 전압과 거의 동위상입니다. 이러한 두 회로 사이의 위상 관계의 차이는 그들의 전류 사이에 시간 차이를 초래합니다. 시간 위상 차 ϕ는 정확히 90도는 아니지만, 일반적으로 약 30도이며, 이는 회전 자기장을 생성하기에 충분합니다. 이 회전 자기장은 모터의 회전을 시작하고 운전을 가능하게 하는 데 필수적입니다.
분할상 자동기의 토크-속도 특성은 모터의 회전 속도에 따라 토크 출력이 어떻게 변하는지를 보여줍니다. 이 특성 곡선은 다양한 운전 조건 하에서 모터의 성능을 이해하고 최적화하는 데 중요한 정보를 제공합니다.
분할상 자동기의 토크-속도 특성에서 n0는 원심 스위치가 활성화되는 회전 속도를 나타냅니다. 저항시작 자동기의 시작 토크는 일반적으로 전체 부하 토크의 1.5배 정도입니다. 동기 속도의 약 75%에서 모터는 대략 2.5배의 최대 토크를 달성할 수 있습니다. 그러나 시작 시점에서 모터는 전체 부하 값의 약 7~8배의 전류를 소비한다는 점은 주의해야 합니다.
저항시작 자동기의 방향을 바꾸는 것은 간단한 과정입니다. 주 회로 또는 시작 회로 중 하나의 라인 연결을 단순히 역방향으로 바꾸면 됩니다. 이 역방향 작업은 모터가 정지 상태일 때만 수행할 수 있으며, 운전 중에 이를 시도하면 기계적 및 전기적 손상을 초래할 수 있습니다.
분할상 유도 자동기의 응용
분할상 유도 자동기는 저렴함으로 알려져 있으며, 특히 시작 작업의 빈도가 낮은 경우 시작하기 쉬운 부하에 적합합니다. 제한된 시작 토크로 인해 1KW 이상의 전력을 필요로 하는 드라이브에는 적합하지 않습니다. 그럼에도 불구하고, 이러한 모터는 다양한 가정용 및 산업용 장비에서 광범위하게 사용됩니다:
가정용 제품: 세탁기와 에어컨 팬 등의 구성 요소를 구동하여 이러한 필수 장치의 원활한 작동을 지원합니다.
주방 및 청소 장비: 주방에서는 믹서 그라인더를, 청소 용도에서는 바닥 광택기를 구동하여 일상적인 집안일을 더 편리하게 만듭니다.
유체 처리 및 환기: 다양한 시스템에서 환기와 유체 운송에 중요한 역할을 하는 블로워와 원심 펌프는 종종 분할상 유도 자동기를 사용합니다.
가공 도구: 이러한 모터는 드릴링 및 라쓰 머신에서도 역할을 하여 가공 과정의 정밀성과 효율성을 높입니다.
요약하자면, 분할상 유도 자동기는 그 고유한 특성과 실용적인 응용으로 전기 공학 분야에서 가치 있는 구성 요소로 남아 있습니다.
