[자동제어실습] 단상유도전동기 기동방식
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커패시터는 기동시에만 사용되며 알루미늄의 전극 표면을 전해 처리한 표면적이 큰 타르(tar) 모양의 전해 물질을 침투시킨 기동용 전해 커패시터가 많이 사용된다. 실제로 알루미늄 케이스에 넣은 20∼700 [μF]의 용량을 가진 커패시터를 사용하고 있다.
전해 커패시터의 전기적인 온도특성은 일반적으로 정격 주위 동작 온도는 65℃이지만 80℃에서도 정상적인 동작을 한다. 그러나 온도가 높아짐에 따라 수명은 짧아지고 연속적으로 95℃이상이 온도에서는 불안정한 특성을 갖지만 0℃보다 낮은 주위온도에서의 커패시터 동작은 정상적이다. 따라서 커패시터의 온도특성 때문에 단상유도전동기 사용 환경에 제약을 받는다. 또한 커패시터 용량이 적은 것을 사용하면 커패시터에 걸리는 전압이 증가하기 때문에 커패시터는 조기 파괴를 일으키기 쉽다. 따라서 커패시터 교체시에는 정격 전압과 용량이 같은 것으로 교체하여야 전동기에 이상이 없다. 커패시터 용량이 큰 것을 사용하면 전동기의 기동 토오크는 반비례하여 영향을 받는다. 기동용 전해 커패시터는 순간 기동을 위해 사용되는 것이므로 회로에 연결하는 시간은 단 몇 초 이여야 하고 기동전류는 적어야 한다. 기동 운전 커패시터 유도전동기는 최대 회전력 및 출력이 크고 역률이 좋으며 오일 커패시터와 전해 커패시터를 함께 사용하고 또한 커패시터 유도전동기에 사용한 운전용 커패시터는 오일 커패시터, 페이퍼 커패시터 등이 사용되며 이때는 기동 회전력이 적어진다.
단상유도전동기의 구조상 중요한 특징은 기동시 전동기의 속도가 동기 속도의 70∼80%에 도달할 때 기동권선을 주권선에서 개로 시킬 수 있98는 스위치가 있어야 한다. 단상 커패시터 기동형 유도전동기에서의 이 스위치의 성능은 모터 전체의 수명을 좌우한다고 보아도 된다.
스위치가 오동작 함으로서 파급되는 현상은 과전류로 인한 커패시터의 소손과 이어서 기동 불능으로 모터의 코일이 소손되게 된다. 따라서 과부하나 정지조건에서 모터의 속도가 감소되어도 다시 자동적으로 모터를 재 기동할 수 있어야 한다.
원심력 스위치는 고정부와 회전부로 나누어지고 동작원리는 회전자 축에 붙어 있는 작동아암(operating arm)이 미리 조정된 회전수에 도달하면 그 원심력이 스프링의 힘보다 강력할 때 작동하여 슬라이드 링에 의해 가동 접촉편이 누르고 있던 힘이 제거되고, 가동 접촉편 자신의 스프링 힘에 의해 접점이 열린다. 정지시에는 회전수가 떨어지고 원심력이 줄어들면 작동아암은 스프링의 힘에 의해 원 위치로 돌아가며 슬라이드 링은 복귀하고 또 다시 가동 접촉편을 누르고 접점이 닫혀지는 구조로 되어 있다.
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