문서의 임의 삭제는 제재 대상으로, 문서를 삭제하려면 삭제 토론을 진행해야 합니다. 문서 보기문서 삭제토론 교류전동기 (문단 편집) ===== 단점 ===== * 효율이 비교적 떨어지고 발열이 크며 냉각이 어렵다. 유도전동기는 구동원리상 회전자에도 큰 단락전류가 흐르는데 이 전류로 인해 회전자에서도 저항손과 철손이 발생하고, 회전자 전류를 유지하기 위해 고정자에 회전자의 실제 회전수보다 더 높은 주파수의 교류를 넣어주어야 해서 동일한 회전속도여도 철손이 더 커진다. 이렇게 손실요인이 대부분의 다른 전동기들보다 크거나 많기 때문에 동일조건에서 대부분 효율이 가장 낮게 나온다. 특히 유도전동기는 저속~영속도 조건에서도 일정 주파수 이상의 교류를 투입해야 하므로 철손을 무시할 수 없기 때문에 이 부분의 효율은 동기전동기에 비해 정말 끔찍한 수준으로 나온다. 그리고 그렇게 손실된 전력은 전부 열로 빠지므로 유도전동기는 동일조건에서 대체로 발열이 가장 크다. 설상가상으로 회전자에서도 전류가 흐르며 상당한 발열이 발생하므로 안그래도 발열이 큰데 방열도 쉽지가 않다. 이는 효율뿐만 아니라 베어링의 수명을 단축시키는 요인으로 작용하여 전동기 수명을 깎아먹는 경우도 있으므로 방열이 중요한 경우엔 회전자 방열까지 고려하여 설계한다. 그래서 회전자 냉각이 필요하거나 수랭을 사용하는 유도전동기들은 회전축 가운데에 통로를 뻥 뚫어놓던지[* 이렇게 구동축 가운데를 뻥 뚫어놓은 전동기들은 중공형 전동기라고 부른다.] 아예 전동기 자체를 물이나 작동유 속에 담가놓기도 하는데 이런 경우엔 관리가 힘들기 때문에 일반적으로는 수랭 및 유냉이 필요한 정도로 출력밀도를 높게 쓰지 않는, 즉 가급적 소형화를 피하는 경향이 있다. 이런 유형의 유도전동기들은 보통 수도펌프나 유압 파워유니트 펌프 등으로 볼 수 있다. * 출력밀도가 비교적 낮고 부피가 크다. 여기서 말하는 출력밀도는 W/g이다. 즉, 출력밀도가 낮다는 것은 동일 출력 조건에서 전동기의 무게가 더 많이 나간다는 것을 의미한다. 유도전동기의 출력밀도가 나쁜 이유는 바로 위에서 언급했다시피 효율이 안좋아서 발열이 가장 크기 때문이다. 발열이 크기 때문에 그만큼 더 많은 열을 빼내야 하므로 방열면적과 열용량을 더 많이 확보해야 하고, 당연히 부피가 커지고 무거워지게 된다. * 성능곡선의 형태가 나쁘고 고속성능이 안좋다. '''상용전원 조건을 기준으로''' 유도전동기는 저속에서 [[돌림힘|토크]]가 비교적 낮고 최대속도 근처에서 최대토크가 나오며 해당 지점 뒤부터 속도가 올라갈수록 토크가 급강하하는 형태의 성능곡선이 그려진다. 그러다보니 막상 토크가 가장 필요할 초기구동시에 최대토크를 내기 어렵다는 결점이 있다. 이 문제는 상용전원의 주파수가 일정한 것이 원인이므로 모터드라이브를 사용함으로써 대부분 극복할 수 있다. 특히 [[전기자동차]]의 성능과 인터넷에 흔히 있는 유도전동기 특성이 서로 상반되게 설명되어서 혼란을 빚는 경우가 많은데 그런 자료들은 전압과 주파수가 고정된 상용전원 조건에서의 이야기고 [[전기자동차]]의 전동기는 전용으로 특별히 설계된 인버터인 모터드라이브라는 물건의 우수한 전자제어를 받으므로 애당초 구동조건부터가 다르다. 이런 조건에서는 유도전동기의 성능곡선도 직류모터와 비슷한 형태까지 확장되고 정지토크도 매우 높게 확보가 가능하다. 그럼에도 모든 유도전동기가 모터드라이브를 쓰지는 않는 이유는 이 물건의 가격이 대체로 전동기보다 더더욱 비싸기 때문이다. 당연히 모터드라이브는 전동기가 물리적으로 구현 가능한 성능으로만 운전이 가능하다. 전동기의 한계를 넘는 성능을 구현 할 수는 없으며, 전동기 유형에 따른 절대적인 성능 격차를 위배하는 것은 물리적으로 불가능하다. 모터드라이브가 붙더라도 여전히 같은 조건에서 낮은 효율, 높은 발열, 구린 고속성능은 어쩔 수 없다. 전자제어 기술이 발달함에 따라 기존의 전압과 주파수만을 고려하는 VVVF 제어법의 한계를 뛰어넘어 계자자속 벡터까지 고려하는 벡터제어기법이 매우 흔해졌다. 유도전동기도 이러한 벡터제어 혜택을 받아 보다 유연한 자속제어가 가능해져 약자속제어를 통한 고속운전이 가능해졌다. 그러나 유도전동기들은 동기전동기들과는 달리 계자자속을 유지하려면 항상 회전자의 회전수보다 더 높은 주파수를 투입해야 하며[* 슬립이 1이면 토크는 0이다.] 그나마도 주파수가 올라갈수록 회전자 리액턴스까지 덩달아 점점 커진다. 결국 전류 감소 + 더 높은 주파수 + 회전자 리액턴스 3연타로 인해 이용할 수 있는 계자자속의 크기가 영구자석 동기전동기들보다 더 낮은 속도에서 더 빠르게 줄어든다. 그래서 유도전동기들은 최대출력영역이 사실상 없거나 매우 좁고, 고속에서의 성능저하가 영구자석 전동기들보다 더 크고 급격한 경향을 보인다. * 전자제어가 어렵다. 적당히 구동하는건 동기전동기보다 쉬운데 막상 제대로 제어를 먹이려고 하면 상당히 번거롭다. 왜냐하면 동기전동기는 비교적 상수로 고정되는 제정수가 많으므로 약계자제어 등의 특별한 상황이 아니면 전기자 전류와 회전수만 신경써도 되지만 유도전동기는 거의 모든 제정수가 온도, 전류, 회전수, 주파수 등등 다양한 조건의 영향을 받아 변동이 심하기 때문이다. 이 때문에 영구자석 전동기보다 특성을 예측하고 최적으로 구동하기가 더 힘들다. 전문용어로는 튜닝이 어렵다고 하는데 그래서 아무 전동기나 붙여도 자동튜닝을 통해 맞춤동작이 가능한 범용모터드라이브들도 유도전동기까지 지원하는 경우는 많지 않다. 예를들어 영구자석 동기전동기의 경우, 계자자속과 전기자전류의 곱으로 토크가 계산이 되는데 여기서 계자자속원이 영구자석이므로 그냥 상수로 박을 수 있어서[* 당연히 자석도 온도가 높을수록 성능이 떨어진다. 그러나 보통 특정 온도까지의 성능변화는 충분히 폐루프 제어기가 감내할 수 있는 정도로 변화폭이 크지 않다.] 토크상수 계산이 매우 쉽고, 주파수도 그냥 회전자 회전속도에 비례해서 가므로 같은 부하조건이면 언제나 같은 상태로 운전이 가능하다. 사실상 약계자제어를 안쓰는 운전영역은 전류만 바뀐다고 봐도 된다. 반면에 유도전동기는 전기자전류와 주파수 조건이 같더라도 회전자 내부저항이 온도에 따라 변동하므로 단락전류의 크기에 변동이 생기는 등 계자자속부터가 외부조건에 따라서 지속적으로 변동하며, 주파수도 단순히 회전자를 따라가는게 아니라 유도전동기의 성능을 제어하는 중요한 변수 중 하나이므로 주파수도 따로 튜닝과 제어가 필요하다. 또한 위치제어 성능이 매우 좋지 않다. 회전자 단락전류는 기생인덕턴스로 인해 고정자 전류보다 무조건 응답이 늦는데다 고정자에 항상 교류가 들어가야 하므로 위치제어의 구현이 안되는건 아닌데 동작이 많이 지저분해지고 성능이 매우 구리다. 예를들어 한 위치에 전동기를 고정시켜놓으려면 가해지는 부하의 방향에 따라서 교류의 회전방향을 계속 뒤집어야 한다. 그래서 보통 유도전동기를 위치제어에 쓰진 않는다. 이러한 단점들은 그냥 유도전동기가 어쩔 수 없이 가져가는 물리학적 한계이며, 전력전자공학으로 해결이 가능한 영역이 아니다. 당연히 대부분 유도전동기를 쓰는 현장에서는 이를 감안하여 전동기 성능에 더 여유를 두던지 더 정밀하게 성능을 예측하게끔 드라이브를 설계해서 최대한 커버한다.저장 버튼을 클릭하면 당신이 기여한 내용을 CC-BY-NC-SA 2.0 KR으로 배포하고,기여한 문서에 대한 하이퍼링크나 URL을 이용하여 저작자 표시를 하는 것으로 충분하다는 데 동의하는 것입니다.이 동의는 철회할 수 없습니다.캡챠저장미리보기