전동기 제동법과 역전법✶

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유도전동기의 제동⁕(X)

전동기나 부하의 플라이 휠효과로 인하여 전동기의 전원을 차단해도 회전체에 축적된 운동에너지가 마찰등 손실로 흡수될 때까지 회전을 계속하게 된다
기동 및 운전, 정지가 빈번한 경우 작업 능률 향상을 위해 전동기의 제동이 필요하다
전동기의 제동은 부하 측에서의 에너지를 흡수하면서 운전하는 상태를 말한다

제동방법 선정 시 고려사항

전기적 제동방법은 기계적 마찰은 없으나 감속에 따라 제동력이 약해짐에 유의
기계적 제동방법은 저속도 영역의 제동에 유리, 정지후에 제동토크를 유지할 수있으나 브레이크의 마찰과 발열에 유의
신속한 정지를 위해 전기적 제동과 기계적 제동을 병용하는 것이 좋다
정기적인 점검 및 조정이 필요

역전법

1)직류전동기

직류전동기를 역전시키고자 할 경우에는 계자 또는 전기자회로 중 한쪽의 극성을 반대로 하여 접속
전기자 권선의 결선을 바꿀 경우는 보상권선도 바꾸어야 함
복권 전동기의 경우는 계자 회로의 극성을 바꿀시 분권선, 직원선도 함께 바꿔어야함

2)유도전동기

3상의 경우 : 3상중 2선의 접속을 바꾸어 접속
단상의 경우 : 보상권선의 접속의 접속을 바꾸어 줌

1) 원리

유도전동기를 빠르게 정지시키기 위해 전원을 역전시켜 회전자가 회전하고 있는 반대의 방향으로 고정자 자속을 회전시킨다. 이렇게 되면 회전자에는 회전방향과 반대 방향의 토크가 발생된다. 이러한 토크를 “제동토크”라고 부른다.

이런 제동작용은 구동시스템을 급하게 정지시킬 필요가 있는 경우에 이용되며 전동기는 급히 영속도에 도달하게 되어, 영속도에서 전원과 단자를 차단하지 않으면 반대방향으로 가속된다.

2) 3상중에 임의의 2상의 접속을 변경하여 고정자 회전자계를 역회전 시킨다.
3) 영회전 검출 계전기(플러깅 계전기)에 의해서 전원을 분리하여 반대방향 회전을 저지한다.
4) 제동시의 손실은 기동시의 3배 수준으로 과열에 주의해야 한다.

전기적 제동법

발전제동

전동기 전기자 회로를 전원에서 차단하는 동시에 계속 회전하고 있는 전동기를 발전기를 동작시켜, 이때 발생되는 전기자의 여기전력을 전기자에 병렬접속된 외부저항에서 열로 소비하여 제동하는 방식

회생제동

전동기의 전원을 접속한 상태에서 전동기의 유기되는 역기전력을 전원 저압보다 크게 하여 이때 발생하는 전력을 전원을 전원속에 반환하여 제동하는 방식(전기기관차)

1) 원리

회전자의 회전속도가 동기속도보다 빠르게 회전하는 경우에 회전자에는 회전방향의 반대방향의 토크(역토크)가 발생된다. 발전기 작용은 [ns<n] 인 경우로 유도기에서 회생제동(regenerative breaking)시키기 위한 구동장치에 이용된다.

2) 가변주파수 구동 시스템을 이용하여 전원의 주파수를 감소시키면 회전자는 관성 때문에 고정자 주파수 보다 더 빠르게 회전하게 되며 발전기로 작용하여 결과적으로 역토크가 발생하고, 발전기 작용으로 전력이 반대로 전원측으로 흐르게 된다. 즉 회전자의 운동에너지가 전기에너지로 변환되어 전원으로 되돌려 주게 된다. 이러한 과정을 회생제동이라고 한다.

3) 고정자 3상 전원의 접속을 아래와 같이 바꾸어 직류 전압을 인가하여 발전기 모드로 전환하여 제동하는 방법도 있다.

4) 회생제동은 제동시에 손실이 가장 적고 효율이 높은 제동방식이다.

역상제동

전지자 회로의 극성을 반대로 접속하여 그때 발생하는 여토크를 이용해 전기를 급제동시키는 방식

단상제동(권선형)

1차 측 두단자를 합쳐 다른 한개 단자와의 사이에 단상 교류를 걸어 전동기의 회전과 역방향의 토크를 발생시켜 제동하는 방식

와전류 제동

전동기의 축에 와전류 제동장치 장착하여 제동시에 와전류(eddy current)가 발생되어 제동하는 방식이다. 와전류 제동장치는 구리나 알루미늄 비자성 도체판이 직류 전자석 사이에서 회전하는 구조로 되어있다. 비자도체를 회전축에 설치하고 전자석에 직류전류를 인가하면 도체판에 와전류가 발생되어 제동력이 발생된다.

기계적 제동법

무여자 작동 브레이크
- 브레이크 제동시 스프링 또는 추의 힘을 이용하는 방식
- 늦출 때에 전자석을 이용하고 정전 시에도 제동이 가능 : 안전강조 시
전자 브레이크
- 제동 시나 늦출 때 모드 전자석 이용 : 제어 강조 시

★ 전동기 운전
전동기 제동법과 역전법
전동기의 효율적 운용방안 및 제어방식

★유도전동기
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