4. 유도전동기 2극기, 4극기 차이

4. 유도전동기 2극기, 4극기 차이


앞에서 유도전동기의 회전원리에 대해 알아보았다. 고정자에 3상교류전류를 공급해줌으로써 회전자계를 형성할 수 있었고 이 회전자계가 코일에 유도전류를 형성, 코일이 회전할 수 있었다. 그러면 이번에는 유도전동기의 극수에 따른 차이에 대해 알아보자.

2극기 유도전동기, 4극기 유도전동기

2극기와 4극기 유도전동기를 간단히 나타낸 모습. 고정자에 3상교류전류를 공급하면 회전자계가 형성되고 회전자 코일에 유도전류가 형성되어 코일이 회전하게 된다.



1. 2극기 유도전동기
2. 4극기 유도전동기

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1. 2극기 유도전동기

2극기 유도전동기의 회전 원리 및 주기에 따른 회전 순서에 대해서는 앞에서 알아보았다.
yyxx.tistory.com/86?category=1109565

유도전동기의 회전 원리(2)

2극기 유도전동기는 전기각과 기계각이 같다.
전기각은 교류전류의 주기, 기계각은 회전자계의 주기(코일의 회전)이라고 보면 된다.



아래의 2극기 유도전동기의 고정자에 1주기의 3상교류전류를 공급한다고 해보자.

2극기 유도전동기

2극기 유도전동기 주기별 회전

- 1/4주기는 전기각의 90º 변화이다. 이 때 t=0일 때와 비교하여 자기장의 방향(회전자계의 위치)이 90º 변한 걸 확인할 수 있다.
- 2/4주기는 전기각의 180º 변화이다. 이 때 t=0일 때와 비교하여 자기장의 방향이 180º 변한 걸 확인할 수 있다.
- 3/4주기는 전기각의 270º 변화이다. 이 때 t=0일 때와 비교하여 자기장의 방향이 270º 변한 걸 확인할 수 있다.
- 4/4주기는 전기각의 360º 변화이다. 이 때 t=0일 때와 비교하여 자기장의 방향이 360º 변한 걸 확인할 수 있다.


-> 전기각의 변화와 기계각의 변화가 같은 걸 확인할 수 있다.



위의 2극기 유도전동기에 우리나라에서 사용하는 60Hz전류를 공급하면 전기가 1초에 60주기를 가지므로 기계적으로도 코일이 1초에 60바퀴 회전함을 알 수 있다. 1초에 60바퀴 = 60rps(Rotation per second) = 3600rpm(Rotation per minute)의 속도로 회전하게 된다.

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2. 4극기 유도전동기

4극기 유도전동기는 전기각과 기계각이 다르다.
4극기 유도전동기에 3상교류전류를 입력했을 때 전기각과 기계각을 비교해보자.


t=0 일 때의 = 전기각이 0º일 때, 회전자계 위치는 다음과 같다.

유도전동기 4극기

t= 1/4 주기일 때 = 전기각이 90º일 때, 회전자계 위치는 다음과 같다.

유도전동기 4극기

전기각은 0º에서 90º로 증가했지만 회전자계(기계각)는 45º밖에 변하지 않은 것을 확인할 수 있다.

유도전동기 4극기 기계각(회전자계 각) 변화

4극기 유도전동기에서는 전기각이 기계각의 2배임을 알 수 있다.
그러므로 4극기 유도전동기에 60Hz 전류를 공급한다고 하면 코일이 1초에 30바퀴 회전하게 된다. 1초에 30바퀴이므로 30rps = 1800rpm으로 회전하게 된다.


같은 60Hz 전기를 넣어줘도 2극기와 4극기 유도전동기에서는 회전수의 차이가 나는 것을 확인할 수 있다.