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문제 정의
- 전동기가 정격부하 이하에서 운 전될 때 과도한 입력전력의 투입으로 인한 저 효율 특성을 개선하고자 부하변동에 추종한 가변 위상각 제어를 적용하였 고 효율향상과 에너지 절감효과를 실험을 통해 입증한다. 또한 전동기의 기동특성까지 고려한 소형의 전자적인 기동스위치를 보조권선의 개폐에 적용하여 기동이 빈번한 상태에서 발생하는 과도현상으로 인한 전력손실을 줄이고 기기의 소손 을 예방하고자 한다.
- 본 논문에서는 단상유도전동기의 운전특성 개선에 적합한 기동상태를 고찰하기 위해 3가지 방식의 기동특성을 시뮬레이션 하였다. 먼저 기존의 단상유도전동기의 구동방식인 주 권선 전압과 보조권선 전압의 위상차를 최대의 토오크가 발생하는 90° 에 두고 기동하여 주권선과 보조권선 전류를 제어 없이 그대로 전동기에 투입하는 방식이다.
- 이 방식은 전동기가 운전 되는 시점부터 점차적으로 위상각을 변화시켜야 되며 단상유 도전동기의 특성상 입력전류가 유입되는 주권선 전류와 보조 권선 전류의 위상차가 기동 커패시터의 용량에 따라 차이가 있지만 약 45°의 위상차가 생기므로 주권선 전류의 위상각 제어만 할 경우 보조권선 전류의 왜형이 생긴다. 그러므로 본 논문에서는 주권선 제어와 병행하여 같은 방법으로 보조 권선을 제어함으로써 3상 유도전동기에 비해 제어범위가 적은 단상유도전동기의 제어범위를 넓이고 가장 향상된 전동기 의 구동특성을 고찰하고자 한다. d-q 모델에서 전동기의 주 권선 전류를 IQSS, 보조권선 전류를 IDSS, 토오크를 TE와 속도를 WRPM로 나타낸다.
- 본 논문에서는 단상유도전동기의 전력절감을 위해 가변 위 상각 제어로 주권선 전류와 보조권선 전류를 동시에 제어하 였으므로 주권선 만을 제어했을 때 나타나는 보조권선 전류 의 왜형을 개선할 수 있었다. 먼저 그림 13은 기존전동기의 기동특성을 나타낸다.
- 본 논문에서는 전동기의 운전시에 소모되는 과도한 입력전 력을 절감하고자 원칩 마이크로컨트롤러를 사용하여 가변 위 상각 제어 및 과도입력 차단제어와 고효율 추종제어 등 다양한 교류전력제어를 저가의 소형 구동장치로 구현 할 수 있었다. 이 구동시스템으로 커패시터 기동 단상유도전동기의 운 전득성을 개선 할 수 있었고 기존의 기계적인 원심력 스위치 의 대신에 전자적인 기동스위치를 전동기의 기동방식에 적용하여 기동시 소음감소와 보조권선의 소프트한 투입으로 전동 기의 소손 방지와 불필요한 맥동을 제거할 수 있었다.
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