유도 전동기 시뮬레이션 — 슬립, 토크, 회전 자기장

물리 시간

드래그하여 회전 ·스크롤로 확대 · 부품을 클릭
하나의 시계가 회전자, 자기장, 전류 파형을 함께 구동합니다.

산업용 재질 · 실제 마감도장된 주철 / 에나멜 구리 / 적층 강판
교육용 색상은 오버레이일 뿐, 실제로 칠한 금속이 아닙니다.

U상V상W상NS보어 극

B 자기장 · 투영한 횡단면➜ 통상 전류

유도 실험실을 구성하는 중

절차적 형상 · 결합된 전기·기계 상태 · 네트워크 불필요

회전자 속도—rpm

동기 자기장—rpm

슬립—%

전자기 토크—N·m

순시 상 전류

120° 간격

회전 자기장

전기각

토크-속도 특성

SI 모델

3상 전원

균형 잡힌 정현파 AC

Y결선 · 회전자에는 전원 없음

전원 주파수

선간 전압

기저 속도 아래에서 V/f 유지

기계적 부하

축을 막는 저항 토크

무부하

매끄러운 마찰 부하는 어느 회전 방향이든 거스릅니다.

회전자 고정nᵣ = 0

실습대 실험

초기 상태는 정착된 50 Hz 동작점입니다. 정지 상태에서 시작해 유도가 형성되고 회전자가 가속하는 모습을 지켜보세요.

고정자 상 전류: —
회전자 전류 주파수: —
전기기계적 전력: —
시뮬레이션 시간: —

1/25×에서는 실제 50 Hz 전원이 2 Hz로 표시됩니다. 계기 값은 실제 SI 단위 그대로입니다.

메커니즘 표시

자기력선닫힌 경로

전류 방향 화살표순시값

자극 이름표자석이 아님

부품 이름표

회전자 철심 숨기기케이지 노출

축 방향 검사 분리

검사를 위해서만 부품을 움직입니다. 시뮬레이션되는 조립체는 그대로 연결되어 있습니다.

전기적 연속성 실험

28개 도체봉 모두를 구동단 링에서 분리합니다. 모든 회전자 분기가 열려 있으면 이상적인 스위칭 모델에서 유도 전류와 전자기 토크가 사라집니다.

하위 시스템에 초점 맞추기

모델에서 단단한 부품을 클릭하면 구조와 기능적 역할을 읽을 수 있습니다. 철심이나 케이싱에 가려진 부품은 엑스레이로 검사하세요.

재질과 마감 연구

모든 부품에 같은 금속 셰이더를 입힌 것이 아니라, 산업용 표면 그대로입니다.

도장된 주철비금속 에폭시 마감, 주조 결, 둥근 모서리.
에나멜 구리 권선호박색 바니시와 매끄러운 구리 하이라이트로, 상별로 색을 입힌 전선 다발이 아닙니다.
전기강판 적층가느다란 절연 적층 모서리, 펀칭된 강판 단면.
다이캐스팅 알루미늄 케이지은회색 도체봉과 은은한 주조 마감의 단락환.
선삭·연삭 강재방향성 가공 광택, 연마된 베어링면, 아연 도금 체결구.
절연재와 엘라스토머무광 팬 폴리머, 고무 씰, 슬롯 라이너, 직조된 권선 결속끈.

표면 검사

스튜디오 조명

조명

노출

표면 미세 질감높이 / 거칠기

재질은 일반적인 산업용 주철/알루미늄 케이지 구조를 따릅니다. 표면 치수와 색상은 시각적 근사이며, 특정 모터를 실측한 표본이 아닙니다. 조명과 미세 질감은 전기적 모델을 바꾸지 않습니다.

모델, 방정식, 한계

구조적으로 비동기.

세 개의 분포 교류 권선이 4극 회전 자기장을 만듭니다. 슬립이 닫힌 케이지에 전류를 유도합니다. 그 결과로 생기는 전자기 토크가 부하와 마찰에 맞서 회전자를 가속합니다.

nₛ = 120 f / P
s = (nₛ − nᵣ) / nₛ
fᵣ = |s| f
J dωᵣ/dt = Tₑ − Tₗ − bωᵣ

표시, 전기적 파형, 기계적 운동은 하나의 느려진 물리 시계를 씁니다. 1/25×에서는 실제 50 Hz 전원이 2 Hz로 표시됩니다. 계기 값은 실제 SI 단위 그대로입니다.

전기적·기계적 방정식

상태 해석기는 진폭 불변의 정지 αβ 좌표계를 씁니다. 회전자 변수는 고정자 기준으로 환산됩니다.

ψₛ = Lₛ iₛ + Lₘ iᵣ
ψᵣ = Lₘ iₛ + Lᵣ iᵣ
dψₛ/dt = vₛ − Rₛ iₛ
dψᵣ/dt = −Rᵣ iᵣ + j p ωᵣ ψᵣ
Tₑ = (3/2)p(ψₛα iₛβ − ψₛβ iₛα)

최대 83.33 μs 단계의 4차 룽게-쿠타 적분입니다. P = 4극; p = P/2 = 극쌍 2개. 저항값은 상당 고정자 환산값입니다. Rₛ = 1.4 Ω; Rᵣ = 1.0 Ω; Lₘ = 180 mH; Lₗₛ = Lₗᵣ = 6 mH; J = 0.032 kg·m²; b = 0.003 N·m·s/rad.

권선과 케이지 위상 구조

24슬롯, 4극, 3상: q = 극과 상마다 슬롯 2개. 단층 권선은 코일 12개로 이루어지며, 상마다 네 개씩 직렬로 연결되어 Y로 결선됩니다. 전절권 피치는 여섯 슬롯(전기각 180°)입니다. 예시용 코일마다 연속된 감김 여섯 번이 명시적으로 그려져 있습니다.

양의 U 변: 슬롯 1, 2, 13, 14. V: 5, 6, 17, 18. W: 9, 10, 21, 22. 각 음의 변은 24를 법으로 여섯 슬롯 떨어져 있습니다. 상 벨트는 U+, W−, V+, U−, W+, V− 순으로 나아갑니다.

케이지에는 기계각 15°로 경사진 도체봉 28개와 연속된 단락환 두 개가 있습니다. 도체봉 전류 화살표는 회전자 αβ 전류의 공간 기본파를 씁니다. 링 전류는 노드 연속성을 만족하며, 표시되는 크기는 정규화한 것이지 보정된 도체봉 암페어 실측값이 아닙니다.

자기력선이 뜻하는 것

횡단면 자기장은 계산된 자화 자속에서 재구성됩니다. 닫힌 선은 A_z = F(r) sin(2θ)의 등고선이며, 회전자 철심·공극·고정자 철심·외부 공기마다 구간별 투자율을 씁니다. 경계 조건은 해석적으로 풀고, 화살표는 B = ∇×A를 따릅니다.

이는 등가 고정자 보어 전류 시트를 쓰는 원형 기본 고조파 자기장 모델이지, 개별 이의 유한요소 해석이 아닙니다. 가시성을 위해 단면을 철심보다 살짝 앞쪽에 투영했습니다. 극 이름표는 순간적인 합성 고정자 보어 극성을 나타냅니다. 자기력선은 철심을 통해 돌아오며, 회전자에는 영구자석이 없습니다.

개략적인 철심 비투자율: 400. 절대 자속 밀도는 테슬라로 보정하지 않았습니다. 눈에 보이는 공극은 확대했습니다. 슬롯 고조파, 단부 프린징, 누설 자기장 세부, 철심 포화는 계산하지 않습니다.

실험과 주요 한계

전원 개방: 이상적인 고정자 개방 회로이며, 회전자 자속이 줄어들고 축은 관성으로 돕니다. 케이지 개방: 모든 도체봉이 한쪽 링에서 분리되어 닫힌 회전자 전류 경로가 남지 않습니다. 고정: 외부 기계적 구속이 축을 붙잡습니다. 동기: 외부 서보가 자기장 속도를 강제하며, 과도 회전자 전류는 즉시 사라지지 않고 서서히 줄어듭니다.

이상적인 개방은 분리된 권선 전류를 0으로 투영합니다. 아크 에너지, 스위치 과도현상, 온도 상승, 포화, 딥바 효과, 소음, 탄성 접촉, 기계적 공차는 다루지 않습니다. 형상은 치수가 인증된 상용 모터나 보호 장치 시뮬레이터가 아니라 교육용 참조 조립체입니다.

토크-속도 선은 같은 R/L 매개변수의 정상 상태 등가 회로 곡선입니다. 과도 상태에서는 실시간 동작점이 그 곡선을 벗어날 수 있습니다. 저속 마찰은 매끄러운 tanh 전이를 쓰며, 정밀한 정지 마찰 모델이 아닙니다.

실제 재질과 렌더링

하우징과 엔드실드는 주철 위에 유전체 에폭시 도료를 씁니다. 구리 권선은 색을 입힌 상별 슬리브와 별개로 에나멜/바니시 외관을 가집니다. 회전자 도체봉과 단락환은 다이캐스팅 알루미늄 기준 마감을 씁니다. 노출된 전기강판 적층 모서리, 연삭 강재, 황동, 아연 도금, 절연 라이너, 결속끈, 팬 폴리머, 고무는 각각 다른 표면 반응을 가집니다.

방향성 금속 하이라이트가 있는 금속/거칠기 GGX 셰이딩, 클리어코트 근사, 오브젝트 공간 절차적 높이와 거칠기, 필터링한 적층 이음매, 해석적 직사각형 스튜디오 반사, 필터링한 그림자 맵을 씁니다. 이는 레이 트레이싱도, 실측 분광 렌더링도, 유한요소 재질 식별도, 스캔한 양산 모터도 아닙니다.

결 텍스처와 식별판은 로컬에서 생성합니다. 이미지, 폰트, 라이브러리, 그 밖의 자원은 불러오지 않습니다. 명판에는 교육용 참고 자료라는 표시가 있으며, 인증된 제품 정격이 아닙니다.

참고 자료

시뮬레이션 소프트웨어 자료: 농형 유도 전동기 — 쇄교 자속, 전압, 토크 방정식과 기준틀 모델링.

모터 제조사 기술 자료: 3상 유도 전동기 해설 — 유도, 슬립, 케이지 구조, 토크-속도 거동.

모터 제조사 기술 자료: 유도 전동기의 회전 원리 — 유도된 회전자 전류와 전자기 토크.

모터 제조사 카탈로그: 산업용 3상 전동기 구조 설명 — 주철 프레임, 알루미늄 케이지, 함침 권선, 강철 축, 팬, 명판 재질. 이 모델은 특정 제품의 복제품이 아닙니다.

모터 제조사 카탈로그: 범용 성능 모터 — 주철 구조, 구리 권선, 보호 도료.

이 참고 자료는 더 읽을거리로 제시한 것입니다. 전시물 자체는 네트워크가 필요하지 않습니다.

조작법

드래그: 회전. 스크롤이나 손가락: 확대. 오른쪽 드래그나 Shift 드래그: 이동. 부품 클릭: 검사. 3D 모델에 포커스가 있을 때: 스페이스로 실행/일시정지, R로 카메라 초기화, X로 엑스레이 전환, F로 자기장 단면 표시, Esc로 검사를 닫고 키 입력을 해제합니다. 단계 진행은 물리 시간 1 ms를 전진시킵니다.

수치 자체 검사

이 세션에는 자체 검사 보고서가 없습니다.

삼상 유도 전동기

순시 상 전류

회전 자기장

토크-속도 특성

이번 호 전시물