Abstract
The paper describes the variation of magnetic fields caused by the operation of induction motors. The measuring system consists of the self-integrating magnetic field sensor, amplifier, and active integrator. From the calibration experiments, the frequency bandwidth of the magnetic field measuring system ranges from 20[Hz] to 300[kHz] and sensitivity is 0.234(mV/$\mu\textrm{T}$]. The magnetic fields generated under steady state and starting operations of duction motor are recorded by the proposed measuring system, and the fast Fourier transformation(FFT) of the measured data is performed to analyze the harmonic components. A single pulsed magnetic field is strongly caused by direct starting the induction motor, and its peak value is greater than 5 times as compared with the steady state value. The long transient duration and high intensity originates from the large inductance and dynamic characteristic of the induction motor, During the steady state operation of induction motor, subharmonics of magnetic field components, which depend on the pole number of induction motor, are observed. The lower order power-line harmonics can be inferred from the voltage flicker and current ripple which are derived from the torque fluctuation of induction motor. In the case of the induction motor drived by inverter, the harmonics of magnetic field are much more than those caused by direct starting method and are found generally to increase with decreasing the driving frequency.
본 논문은 유도전동기의 운전조작시에 발생되는 자계변화특성에 대하여 기술하였다. 본 측정시스템은 자기적분형 자계센서, 증폭기, 능동형 적분기로 이루어졌으며, 교정실험에 대한 측정계의 주파수대역과 감도는 각각 20[Hz]~0.234[mV/$\mu$T]이다. 유도전동기의 기동과 정상운전중에 발생하는 자계성분을 측정하였으며, 고조파 성분을 고속 푸리에 변환기법으로 분석하였다. 유도전동기의 직입기동시에는 단일성 펄스자계가 강하게 발생하였으며, 이의 피크치는 정상상태의 값보다 5배이상 크게 나타났다. 이러한 긴 과도시간과 강한 자계의 세기는 전동기의 큰 인덕턴스와 동특성에 기인된다. 유도전동기의 정상운전시에는 유도전동기의 극수에 의존하는 기본파에 대한 분조파의 자계성분이 관측되었다. 또한, 자계의 분조파 성분은 전동기의 토크 변동으로 불균일한 회전토크로 인해 생기는 맥동전류와 전압플리커에 의해서 발생하는 것으로 생각된다. 인버터구동형 유도전동기에서는 직입기동에 비하여 많은 고조파 성분이 발생되고 있었으며, 특히 전동기의 구동주파수가 낮을수록 맥동토크에 의한 전류변화로 고조파 성분은 더욱 증가하였다.
