AC 단상 모터의 속도 제어 방법은 무엇입니까?

이봐! AC 단일 상 모터의 공급 업체로서, 나는 종종 이러한 모터의 속도 제어 방법에 대해 질문받습니다. 이 블로그에서는 AC 단일 상 모터의 속도를 제어 할 수있는 다양한 방법을 분류하여 필요에 가장 적합한 방법을 선택할 수 있습니다.

기본부터 시작합시다. AC 단일 위상 모터는 가정 기기부터 산업 기계에 이르기까지 많은 응용 분야에서 사용되는 일반적인 유형의 전기 모터입니다. 다음과 같은 다양한 유형의 AC 단일 상 모터가 있습니다.AC 단일 상 유도 모터그리고AC 단일 상 비동기 모터. 각 유형은 속도를 제어하는 ​​약간 다른 방법을 가질 수 있지만 일반적인 원칙은 비슷합니다.

1. 전압 제어 방법

AC 단일 위상 모터의 속도를 제어하는 ​​가장 간단한 방법 중 하나는 전압을 조정하는 것입니다. 모터에 공급 된 전압을 낮추면 모터의 자기장이 약화됩니다. 이로 인해 모터의 로터를 돌리는 힘이 적기 때문에 모터가 속도가 느려집니다.

이 방법의 장점은 구현하기가 비교적 쉽다는 것입니다. 가변 변압기 또는 솔리드 스테이트 전압 컨트롤러를 사용하여 전압을 변경할 수 있습니다. 그러나 몇 가지 단점이 있습니다. 전압을 너무 많이 줄이면 모터에 제대로 작동하기에 충분한 전력이 없을 수 있습니다. 과열 될 수 있고 토크 (회전력)가 감소합니다. 따라서이 방법은 일반적으로 저속에서 광범위한 속도 제어 또는 높은 토크가 필요하지 않은 애플리케이션에 가장 좋습니다. 예를 들어, 소규모 팬이나 가벼운 펌프에서 잘 작동 할 수 있습니다.

2. 주파수 제어 방법

AC 전원 공급 장치의 주파수 변경은 AC 단일 상 모터의 속도를 제어하는 ​​또 다른 효과적인 방법입니다. AC 모터의 속도는 전원 공급 장치의 주파수와 직접 관련이 있습니다. AC 모터의 동기 속도에 대한 공식은 (n_s = \ frac {120f} {p}), 여기서 (n_s)는 분당 혁명의 동기 속도 (rpm), (f)는 hertz (Hz)의 주파수이고 (p)는 모터의 폴 수입니다.

주파수를 변경하려면 가변 주파수 드라이브 (VFD)라는 장치가 필요합니다. VFD는 들어오는 AC 전력을 가져 와서 DC로 변환 한 다음 다른 주파수로 AC로 다시 변환합니다. 이를 통해 넓은 범위에서 모터의 속도를 정확하게 제어 할 수 있습니다.

주파수 제어의 가장 큰 장점은 부드럽고 효율적인 속도 제어를 제공 할 수 있다는 것입니다. 양호한 토크 특성을 유지하면서 모터를 다른 속도로 실행할 수 있습니다. 일부 산업용 컨베이어 시스템 또는 고성능 펌프와 같이 정확한 속도 제어가 필요한 응용 프로그램에 적합합니다. 그러나 VFD는 비쌀 수 있으며 시스템에 약간의 복잡성을 더합니다. 모터가 VFD와 호환되고 설치가 올바르게 수행되어 있는지 확인해야합니다.

3. 극 변경 방법

일부 AC 단일 위상 모터는 여러 개의 극 세트를 갖도록 설계되었습니다. 모터의 극의 수를 변경하면 속도를 변경할 수 있습니다. 극의 수를 늘리면 모터의 동기 속도가 감소합니다.

이 방법은 비교적 간단하고 신뢰할 수 있습니다. 복잡한 전자 제어는 관련이 없습니다. 스위치를 사용하여 운동 권선의 연결을 변경하여 극의 수를 변경할 수 있습니다. 그러나 속도 변화는 불연속 단계입니다. 전압 또는 주파수 제어와 같은 연속 속도 범위를 가질 수 없습니다. 따라서 일부 공작 기계 또는 속도 설정이 다른 팬과 같이 몇 가지 특정 속도 만 필요한 애플리케이션에 적합합니다.

4. 커패시터를 사용한 속도 제어

일부 AC 단일 상 모터, 특히 커패시터 시작 또는 커패시터 실행 모터에서는 커패시터의 값을 변경하여 속도를 변경할 수 있습니다. 커패시터는 모터의 권선에서 위상 변화를 일으키는 데 도움이되며, 이는 모터를 시동하고 작동하는 데 중요합니다.

가변 커패시터 또는 스위치를 사용하여 다른 커패시터를 연결하면 모터의 속도를 변경할 수 있습니다. 커패시터 값을 변경하면 모터의 자기장이 변경되어 모터의 속도에 영향을 미칩니다. 이 방법은 주파수 제어와 비교하여 속도 제어 범위에서 조금 더 제한적이지만 일부 응용 분야의 효과적인 솔루션이 될 수 있습니다. 예를 들어, 속도의 중간 정도 변화가 필요한 일부 소규모 가전 제품에서 사용할 수 있습니다.

5. 전자 속도 컨트롤러

시장에는 다양한 전자 속도 컨트롤러가 있습니다. 이 컨트롤러는 고급 전자 제품을 사용하여 모터의 속도를 제어합니다. 전압 및 주파수 제어와 같은 다양한 제어 방법을 결합하여 더 나은 성능을 제공 할 수 있습니다.

전자 속도 컨트롤러는 정확한 속도 제어, 소프트 시동 (모터 및 연결된 장비의 응력을 줄이기 위해 모터의 속도를 점차 증가) 및 과부하 보호를 제공 할 수 있습니다. 이들은 로봇이나 고품질의 정밀 산업 기계와 같이 고품질 속도 제어가 필요한 고품질 속도 제어가 필요한 더 까다로운 응용 분야에서 종종 사용됩니다.

응용 프로그램에 적합한 방법을 선택합니다

AC 단일 위상 모터에 사용할 속도 제어 방법을 결정할 때는 몇 가지 요소를 고려해야합니다. 먼저 필요한 속도 제어 범위에 대해 생각해보십시오. 속도가 약간만 변경되면 전압 제어 또는 커패시터 - 기반 제어가 충분할 수 있습니다. 그러나 광범위한 속도가 필요한 경우 VFD를 사용한 주파수 제어가 더 좋습니다.

애플리케이션의 토크 요구 사항도 중요합니다. 모터가 저속에서 높은 토크를 제공 해야하는 경우, 주파수 제어가 일반적으로 넓은 속도 범위에서 우수한 토크 특성을 유지할 수 있기 때문에 가장 좋은 옵션입니다.

비용은 또 다른 중요한 요소입니다. 전압 제어 및 폴 - 변화하는 방법은 일반적으로 구현하기가 더 저렴하지만 VFD의 주파수 제어는 더 비쌀 수 있습니다. 비용과 필요한 성능의 균형을 맞춰야합니다.

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참조

• Fitzgerald, AE, Kingsley, C., Jr., & Umans, SD (2003). 전기 기계. 맥그로 - 힐.
• 채프먼, SJ (2012). 전기 기계 기초. 맥그로 - 힐.