유도 전동기에서 슬립이 발생하는 이유는 무엇인가요?
회전 자계의 회전수와 회전자의 회전수가 차이가 나는 것이라는데
슬립의 값을 조정하여 조정이 가능하다면 차이를 없앨 수도 있을 것으로 생각이 됩니다.
유도전동기의 무부하일 때 슬립은 거의 0이고 정격 부하일 때는 2~8% 정도이다. 부하가 증가할 수록 슬립은 증가합니다.
유도모터의 슬립이 0일 때는 동기속도와 회전자 회전속도가 동일하여이 때 회전자에서 보는 자기장은정지해 있기 때문에 회전자에 전류가 흐르지 않고 모터에서 토크가발생하지 않습니다.슬립이 0이 아닐 때는 동기속도가회전자 회전속도보다 빠르다. 이 때 회전자에서 보는 자기장은 N0-N의 속도로 회전한다. 이와 같이 자기장이 회전하면 회전자에 전류가 흐르고 모터에서 토크가 발생한다.손실이 전혀 없는 이상적인 경우에는 무부하일 때 슬립이 0 입니다.이 때 동기속도와 회전자 회전속도가 동일하고 회전자에 전류가 흐르지 않고 토크는 0이다. 토크는 0이지만 손실이 없기 때문에 일정 속도로 회전하게 됩니다.
하지만, 실제에는 저항이 있기 때문에 회전자 회전속도는 저항에 의해 동기속도보다 낮아지게 된다. 그렇게 되면 회전자에 전류가 흘려 토크를 발생 시키고, 이러한 토크는 저항을 극복하고 회전하도록 하는 힘이됩니다.
유도전동기에서 회전자가 회전자계를 따라갈때 똑같이 움직이지 못하는데 이 회전자계와 회전자 사이의 차이를 슬립이라고 합니다. 직류전동기는 코일에 전류를 직접 공급해주기 때문에 상관없지만 유도전동기의 경우는 코일에 유도전류를 공급해 주어야 합니다. 결국 유도전류를 공급해 주기 위해서는 코일이 단락되어 있어야 하고, 코일을 지나는 자기장의 크기가 시간에 따라 변해야 합니다. 이 두가지 조건을 만족해야 하는거죠..
그런데 만약 코일의 회전자와 회전자계의 회전이 완전 똑같다면 코일을 지나는 자기장의 크기와 방향이 일정해 지게 됩니다. 결국 자기장의 크기가 변하지 않기 때문에 유도전류가 생성되지 않아 유도전동기가 회전할 수가 없게 되는겁니다. 그러므로 회전자계가 회전할때 회전자와 어느정도 속도 차이가 생겨야 유도전류가 생성되고 코일이 회전할 수가 있는거죠 ^^*
유도전동기 정확하게는 농형 유도전동기에서는 Slip은 필수적으로 생길 수 밖에 없습니다.
고정자에 삼상 교류전원이 인가되면 회전자계가 발생하고,
이 회전자계가 회전자에 전압을 유기시켜서 회전자가 회전을 하게 됩니다.이 때 회전자는 고정자로부터 발생된 회전자계의 속도(동기속도)를 따라가지만 100% 따라갈 수는 없으므로 그 속도차 만큼 슬립이 발생합니다.그리고 회전자에 부하가 많이 걸려 회전자 축에 걸리는 토크가 클수록 슬립량은 커집니다.
자동차를 빠르게 달리다가 브레이크를 밟았을 때 밀리는 정도하고 천천히 달리다가 브레이크를 밟았을 때 밀리는 정도가 다른 것과 유사한 원리라고 합니다.