극변경 방법

유도전동기 속도 제어를 위한 극 변경 방법

극 변경 방법은 유도전동기의 속도를 조절하는 주요 기술 중 하나입니다. 이 극 변경을 통한 속도 제어 방식은 주로 케이지 모터에 적용됩니다. 그 이유는 케이지 로터의 독특한 특성 때문으로, 케이지 로터는 자동적으로 정자권선의 극 수와 정확히 일치하는 수의 극을 생성합니다.

정자의 극 수를 변경할 수 있는 세 가지 주요 방법이 있습니다:

• 다중 정자 권선

• 연속 극 방법

• 극 진폭 변조 (PAM)

각각의 극 변경 방법은 아래에서 자세히 설명됩니다:

다중 정자 권선

다중 정자 권선 방법에서는 두 개의 다른 권선이 정자에 설치되며, 각각 서로 다른 수의 극을 생성하도록 설계됩니다. 한 번에 한 개의 권선만 전원이 공급됩니다. 예를 들어, 6극과 4극 구성을 위해 설계된 두 개의 권선을 갖춘 모터를 고려해보면, 50헤르츠의 전기 공급 주파수에서 이러한 극 수에 대한 동기 속도는 각각 분당 1000회전과 1500회전입니다. 그러나 이 속도 제어 방법은 에너지 효율성이 낮고 다른 기술에 비해 일반적으로 더 비싸다는 단점이 있습니다.

연속 극 방법

연속 극 방법은 단일 정자 권선을 여러 코일 그룹으로 나누고, 각 그룹의 단자를 외부 연결을 위해 끌어내는 것입니다. 이러한 코일 그룹 간의 연결을 재구성함으로써 극 수를 효과적으로 변경할 수 있습니다. 실제 응용에서는 정자 권선이 일반적으로 두 개의 코일 그룹으로 나뉘어 2:1의 극 수 변경이 가능합니다.

다음 그림은 4개의 코일로 구성된 단일 위상의 정자 권선을 보여줍니다. 이 코일들은 a - b와 c - d라는 두 그룹으로 나뉩니다.

a - b 코일 그룹은 1번과 3번 코일로 구성된 홀수 개의 코일을 포함하고 있으며, c - d 코일 그룹은 2번과 4번 코일로 구성된 짝수 개의 코일을 포함하고 있습니다. 각 그룹 내의 두 코일은 직렬로 연결됩니다. 위 그림에서 보듯이, a, b, c, d 단자는 외부 연결을 위해 끌어내어집니다.

이러한 코일들을 직렬 또는 병렬로 연결하여 전류 흐름을 제어할 수 있습니다. 아래 그림에서 보이는 바와 같이, 이러한 전략적인 연결 배치는 정자 권선이 생성하는 자기장을 조작하는 데 중요한 역할을 하며, 이는 극 수를 변경하고 유도전동기의 속도를 조절하는 데 필수적입니다.

50헤르츠 전기 시스템에서 정자 권선 구성이 총 4개의 극을 생성하면, 유도전동기의 회전 속도는 분당 1500회전(rpm)입니다.

아래 그림에서 보듯이, a - b 그룹의 코일을 통해 흐르는 전류의 방향을 반대로 바꾸면, 정자 권선이 생성하는 자기장에 상당한 변화가 발생합니다. 이 새로운 조건에서 모든 코일은 북(N)극을 생성합니다. 이러한 극 구성의 변경은 모터의 속도와 작동 특성에 직접적인 영향을 미치며, 유도전동기의 속도 제어를 위한 극 변경 방법의 핵심 원리입니다.

극 변경 원리 및 PAM 기법

자기 회로가 완성되기 위해서는 극 그룹의 자기 플럭스가 극 그룹 사이의 공간을 통과해야 합니다. 결과적으로, 반대 극성의 S극이 유도됩니다. 이러한 유도된 극을 연속 극이라고 합니다. 따라서 기계의 극 수는 원래 수(예: 4에서 8극)의 두 배가 되고, 동기 속도는 반으로 줄어듭니다(분당 1500회전에서 750회전).

이 원리는 유도전동기의 모든 세 위상에 적용될 수 있습니다. 각 위상 내의 코일 그룹 간의 직렬 및 병렬 연결 조합을 신중하게 선택하고, 위상 간에 적절한 Y형 또는 Δ형 연결을 선택함으로써, 일정한 토크, 일정한 출력 작동 또는 가변 토크 작동을 유지하면서 속도 변경을 달성할 수 있습니다.

극 진폭 변조 (PAM) 기법

극 진폭 변조는 극 변경에 매우 유연한 접근 방식을 제공합니다. 주로 2:1 속도 비율을 달성하는 일부 전통적인 방법과 달리, PAM은 다양한 속도 비율이 필요한 시나리오에서 사용될 수 있습니다. PAM 체계를 사용하여 속도 조정을 위해 특별히 설계된 모터는 PAM 모터라고 불립니다. 이러한 모터는 정밀하고 다양한 속도 조절이 요구되는 광범위한 응용 분야에 적합합니다.