전동기의 역률이 부하가 증가할수록 좋아지는 이유는 무엇인가요?

Question

같은 전동기라도 무부하 상태에서는 역률이 낮게 나오고 부하를 점점 증가시키면 역률이 높아지는 것을 볼 수 있습니다. 전동기는 항상 일정한 전압으로 공급받고 있는데 실제 부하가 증가하면서 역률이 달라지는 이유가 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 박현민 전기기능사입니다.

유도전동기는 부하와 관계없이 자속을 형성하기 위한 무효전력을 어느 정도 필요로 합니다. 무부하에서는 실제 일을 하는 유효전력이 작고 무효전력의 비중이 상대적으로 커서 역률이 낮게 나타납니다. 부하가 증가하면 축에서 사용하는 유효전력이 커지면서 전체 피상전력에서 유효전력이 차지하는 비율이 높아져 역률이 개선됩니다. 다만 정격을 크게 초과하는 과부하 상태에서는 전류와 손실이 증가하므로 역률만 보고 정상 운전이라고 판단해서는 안 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

부하가 커질수록 역률이 올라가는 것은 유효 전력이 크게 늘어나기 때문입니다. 전동기를 자화시키는 무효 전력은 늘 일정합니다. 하지만 실제로 일을 하는 유효 전력은 부하에 비례해서 늘어나기 때문이죠. 결과적으로는 전체 전류 중에서 실질적으로 일로 바뀌는 전류 비율이 커져서 역류를 자연스럽게 개선되는 겁니다.

그리고 반대로 무부하 상태에서는 유효 전력이 거의 없습니다. 그래서 역률이 매우 낮게 나오죠. 전동기 회전에 필요한 자화 전류만 주로 흐르고 일을 하는 전류는 거의 흐르지 않기 때문이죠. 결국에는 부하가 많이 걸릴수록 유효 전력 비중이 커지면서 역류 수치가 좋게 나오게 되는 겁니다.

Answer 3

안녕하세요. 이대길 전기기능사입니다.

전동기는 짐이 없어도 모터를 돌리기 위한 기본 전력(무효전력)을 늘 똑같이 소비합니다. 부하가 늘어나면 실제 일에 쓰이는 전력의 비중이 훨씬 커져 전체 전력 중 일하는 전력의 비율인 역률이 높아지게 됩니다