전기 모터의 역사는 Hans Christian Oster가 전류의 자기 효과를 발견한 1820년으로 거슬러 올라갑니다. 1년 후 Michael Faraday는 전자기 회전을 발견하고 최초의 원시 DC 모터를 제작했습니다.패러데이는 1831년에 전자기 유도를 발견했지만, 테슬라가 유도(비동기) 모터를 발명한 것은 1883년이 되어서였습니다.오늘날 전기 기계의 주요 유형은 동일하게 DC, 유도(비동기) 및 동기식으로 유지되며 모두 100년 전에 Alstead, Faraday 및 Tesla가 개발하고 발견한 이론을 기반으로 합니다.
유도 전동기가 발명된 이후 다른 전동기에 비해 유도 전동기가 갖는 장점으로 인해 오늘날 가장 널리 사용되는 전동기가 되었습니다.가장 큰 장점은 유도 전동기는 모터의 고정 부분과 회전 부분 사이에 전기 연결이 필요하지 않기 때문에 기계적 정류자(브러시)가 필요하지 않으며 유지 관리가 필요하지 않다는 것입니다.유도 전동기는 또한 경량, 저관성, 고효율 및 강력한 과부하 용량의 특성을 가지고 있습니다.결과적으로 더 저렴하고 강하며 고속에서도 고장이 나지 않습니다.또한 모터는 폭발성 대기에서도 스파크 없이 작동할 수 있습니다.
위의 모든 장점을 고려할 때 유도 전동기는 완벽한 전기 기계 에너지 변환기로 간주되지만 속도 제어 시스템이 사소한 문제가 아닌 가변 속도에서는 기계 에너지가 필요한 경우가 많습니다.무단계 속도 변화를 생성하는 유일한 효과적인 방법은 비동기 모터에 가변 주파수와 진폭을 갖는 3상 전압을 제공하는 것입니다.회전자 속도는 고정자가 제공하는 회전 자기장의 속도에 따라 달라지므로 주파수 변환이 필요합니다.가변 전압이 필요하고 모터 임피던스는 저주파에서 감소하며 공급 전압을 줄여 전류를 제한해야 합니다.
전력 전자 장치가 출현하기 전에는 세 개의 고정자 권선을 델타 연결에서 스타 연결로 전환하여 모터 권선의 전압을 감소시킴으로써 유도 모터의 속도 제한 제어가 이루어졌습니다.유도 모터에는 또한 3개 이상의 고정자 권선이 있어 극 쌍의 수를 변경할 수 있습니다.그러나 권선이 여러 개인 모터는 3개 이상의 연결 포트가 필요하고 특정 개별 속도만 사용할 수 있으므로 가격이 더 비쌉니다.속도 제어의 또 다른 대체 방법은 회전자 권선 끝이 슬립 링 위로 이동되는 권선형 회전자 유도 모터를 사용하여 달성할 수 있습니다.그러나 이 접근 방식은 유도 전동기의 장점 대부분을 제거하는 동시에 추가 손실도 발생시켜 유도 전동기의 고정자 권선에 저항기 또는 리액턴스를 직렬로 배치함으로써 성능이 저하될 수 있습니다.
당시 유도 전동기의 속도를 제어할 수 있는 방법은 위의 방법뿐이었고, DC 모터는 이미 4개 사분면에서 작동할 수 있을 뿐만 아니라 넓은 전력 범위를 커버할 수 있는 무한 가변 속도 드라이브가 존재했습니다.매우 효율적이고 적절한 제어와 우수한 동적 반응을 제공하지만 주요 단점은 브러시에 대한 필수 요구 사항입니다.
결론적으로
지난 20년 동안 반도체 기술은 엄청난 발전을 이루었으며 적합한 유도 모터 구동 시스템 개발에 필요한 조건을 제공했습니다.이러한 조건은 두 가지 주요 범주로 분류됩니다.
(1) 전력 전자 스위칭 장치의 비용 절감 및 성능 향상.
(2) 새로운 마이크로프로세서에서 복잡한 알고리즘을 구현할 가능성.
그러나 기계적 단순성과는 대조적으로 복잡성이 수학적 구조(다변량 및 비선형)와 관련하여 특히 중요한 유도 전동기의 속도를 제어하는 적절한 방법을 개발하려면 전제 조건이 만들어져야 합니다.
게시 시간: 2022년 8월 5일