동기전동기의 댐퍼권선은 왜 필요할까? 기동과 헌팅 억제 원리

동기전동기의 돌극형 회전자를 자세히 보면 극편에 여러 개의 금속도체가 축방향으로 삽입되어 있는 경우가 있다. 이 도체들은 회전자 양쪽에서 서로 연결되어 하나의 단락회로를 이루는데, 이를 댐퍼권선(Damper Winding) 또는 제동권선이라고 한다.

겉모습만 보면 농형 유도전동기의 회전자와 상당히 비슷하다.

실제로 그 원리도 비슷하다.

댐퍼권선은 고정자의 회전자계와 회전자 사이에 상대속도가 생겼을 때 전자기 유도에 의해 전류가 흐르고, 그 전류가 상대운동을 줄이는 방향의 토크를 만든다.

이 원리를 이용해 동기전동기의 기동을 돕기도 하고, 정상운전 중 회전자가 앞뒤로 흔들리는 헌팅을 억제하기도 한다.

즉 댐퍼권선의 두 가지 주요 역할은

기동토크 발생

그리고

회전자 진동 감쇠

라고 할 수 있다.

댐퍼권선은 어디에 설치될까?

전통적인 돌극형 동기전동기에는 회전자 바깥쪽으로 N극과 S극을 만드는 돌출자극이 있다.

각 자극의 끝부분에는 비교적 넓은 극편이 있다.

댐퍼권선은 이 극편에 여러 개의 도체바를 삽입하고, 각 도체의 양끝을 단락링이나 연결부로 이어 만든다.

구조를 단순하게 보면

도체바 + 양끝 단락

이라는 형태다.

농형 유도전동기의 회전자도

회전자 바 + 엔드링

으로 구성되어 있다.

그래서 댐퍼권선을 가진 동기전동기는 기동할 때 일시적으로 농형 유도전동기와 비슷한 방식으로 토크를 만들어낼 수 있다.

동기전동기는 왜 기동이 어려울까?

동기전동기의 고정자에 3상 교류전원을 공급하면 회전자계가 만들어진다.

이 회전자계는

Ns = 120f / P

의 동기속도로 회전한다.

예를 들어 60Hz, 4극 전동기라면 회전자계는 1800rpm에 해당하는 속도로 회전한다.

그런데 기동하기 전 회전자는 정지해 있다.

즉 고정자 회전자계와 회전자 사이에는 매우 큰 상대속도가 존재한다.

회전자에 직류계자를 걸어 N극과 S극을 만들어도 회전자계가 너무 빠르게 지나가므로 회전자는 한 방향으로 안정적인 평균토크를 만들기 어렵다.

어느 순간에는 회전자를 한 방향으로 끌어당기고, 잠시 뒤에는 반대방향의 토크가 작용할 수 있다.

회전자는 관성을 가지고 있기 때문에 이러한 빠른 토크변화를 따라가지 못한다.

따라서 전통적인 동기전동기를 정지상태에서 일정한 주파수의 3상전원에 바로 연결했다고 해서 자연스럽게 동기속도까지 올라가는 것은 아니다.

이 문제를 해결하는 방법 가운데 하나가 댐퍼권선이다.

기동 순간에는 유도전동기처럼 동작한다

회전자가 정지해 있는 상태에서 고정자의 회전자계는 동기속도로 회전한다.

극편에 설치된 댐퍼바는 이 회전자계에 의해 계속 자속변화를 경험한다.

패러데이의 전자기 유도법칙에 따라 댐퍼바에는 기전력이 유도된다.

댐퍼바는 서로 단락되어 있으므로 유도기전력이 발생하면 전류가 흐를 수 있다.

이 전류와 고정자 회전자계가 상호작용하면 회전방향의 전자기토크가 발생한다.

즉 이 순간의 동기전동기는 기본적으로 유도전동기와 비슷한 방식으로 가속한다.

슬립으로 보면 더 이해하기 쉽다

유도전동기의 슬립은

s = (Ns – Nr) / Ns

로 나타낸다.

기동 순간에는

Nr = 0

이므로

s = 1

이다.

즉 100% 슬립 상태다.

고정자 회전자계와 회전자 사이의 상대속도가 가장 크기 때문에 댐퍼권선에 비교적 큰 유도효과가 나타난다.

전동기가 회전하기 시작하면 Nr가 증가한다.

그러면 슬립 s는 점점 감소한다.

고정자 회전자계와 회전자 사이의 상대속도도 줄어든다.

따라서 댐퍼권선에 유도되는 기전력과 전류도 점차 감소한다.

동기속도에 도달하면 어떻게 될까?

회전자가 동기속도에 정확히 도달했다고 가정해보자.

Nr = Ns

이므로

s = 0

이다.

고정자 회전자계와 회전자의 평균 상대속도가 0이 된다.

이상적인 정상상태에서는 댐퍼바가 회전자계에 대해 움직이지 않는 것과 같은 상태가 된다.

따라서 지속적인 기본파 유도기전력이 거의 발생하지 않고 댐퍼전류도 거의 0이 된다.

즉 댐퍼권선은 기동할 때 적극적으로 작용하지만 정상적인 동기운전에서는 기본적으로 큰 지속전류가 흐르지 않는다.

이 점이 매우 중요하다.

그렇다면 언제 동기토크로 넘어갈까?

댐퍼권선에 의해 회전자가 가속되면 동기속도에 가까워진다.

이때 회전자 계자에 직류전류를 공급하거나 적절한 여자상태를 만들어 회전자 자계와 고정자 회전자계가 서로 결합하도록 한다.

회전속도가 충분히 동기속도에 가까워지고 자계의 상대위치가 적절하면 회전자는 고정자의 회전자계에 붙잡히듯 동기상태로 들어갈 수 있다.

이를 Pull-In, 즉 동기인입이라고 표현하기도 한다.

동기상태에 들어간 뒤에는 정상적으로

Nr = Ns

를 유지한다.

이제 주된 토크는 댐퍼권선의 유도토크가 아니라 회전자 계자자속과 고정자 회전자계 사이의 상호작용으로 발생하는 동기토크다.

댐퍼권선만 있으면 어떤 부하에서도 기동할 수 있을까?

그렇지는 않다.

댐퍼권선이 기동토크를 만들 수 있다고 해서 모든 크기의 부하를 연결한 상태에서 무조건 기동할 수 있는 것은 아니다.

기동과정에서는

전동기의 기동토크,

부하토크,

부하의 관성,

전원전압,

가속시간,

댐퍼바의 열적 능력

등을 함께 고려해야 한다.

부하토크가 지나치게 크거나 회전체의 관성이 너무 크면 회전자가 충분히 빠르게 가속되지 못할 수 있다.

또한 댐퍼권선에 큰 전류가 오랫동안 흐르면 발열도 문제가 된다.

따라서 대형 동기전동기의 기동방식은 실제 부하특성과 전원계통을 고려하여 설계해야 한다.

기동 중 댐퍼권선에는 왜 열이 발생할까?

댐퍼권선은 금속도체로 이루어져 있고 기동 중에는 유도전류가 흐른다.

도체에 전류가 흐르면

P = I²R

의 동손이 발생한다.

기동 순간에는 슬립이 크기 때문에 댐퍼권선의 전류도 클 수 있다.

기동시간이 길어지거나 반복기동을 자주 하면 댐퍼바와 단락부의 온도가 상승할 수 있다.

따라서 댐퍼권선은 단순히 전기적인 토크만 만드는 부품이 아니라 열적 설계도 중요하다.

동기전동기가 정상운전 중인데 댐퍼권선이 왜 필요할까?

정상적인 동기운전에서는 회전자와 회전자계의 상대속도가 0이다.

그렇다면 기동이 끝난 뒤에는 댐퍼권선이 아무 역할도 하지 않는 것처럼 보일 수 있다.

하지만 실제 전동기의 부하는 항상 완벽하게 일정한 것은 아니다.

갑자기 부하가 증가하거나 감소할 수 있고 전원전압이 변할 수도 있다.

이런 변화가 발생하면 회전자는 새로운 평형위치로 이동하는 과정에서 앞뒤로 흔들릴 수 있다.

이 현상을 헌팅(Hunting)이라고 한다.

댐퍼권선의 두 번째 중요한 역할이 바로 이 헌팅을 억제하는 것이다.

헌팅은 왜 발생할까?

동기전동기가 일정한 부하에서 정상운전하고 있다고 하자.

이때 회전자 자계와 고정자 회전자계 사이에는 일정한 토크각 δ가 존재한다.

갑자기 부하가 증가하면 필요한 토크도 증가한다.

회전자는 순간적으로 약간 감속하면서 고정자 회전자계에 대해 뒤처진다.

따라서 토크각 δ가 증가한다.

δ가 증가하면 전자기토크도 커져 새로 증가한 부하토크와 균형을 이루려고 한다.

하지만 회전자에는 관성이 있다.

따라서 새로운 평형각에 정확하게 멈추지 않고 그 위치를 지나칠 수 있다.

그 뒤 다시 반대방향으로 되돌아오고 또 지나칠 수 있다.

이렇게 회전자가 새로운 평형점을 중심으로 앞뒤로 진동하는 현상이 헌팅이다.

회전운동식으로 보면

회전자의 운동은 기본적으로

J(dω/dt) = Te – TL

로 표현할 수 있다.

여기서 J는 회전체의 관성모멘트, Te는 전자기토크, TL은 부하토크다.

갑자기 TL이 증가하면 순간적으로

Te < TL

이 될 수 있다.

그러면 회전자는 감속하려 한다.

회전자가 고정자 회전자계에 대해 뒤처지면서 토크각이 증가하고 Te도 증가한다.

어느 순간 Te가 TL과 같아지지만 회전자에는 운동에너지가 있기 때문에 그 위치에서 바로 멈추지 않는다.

그래서 새로운 평형점을 넘어가게 된다.

이것이 헌팅이 발생하는 기본적인 이유다.

댐퍼권선은 헌팅을 어떻게 줄일까?

회전자가 정상적인 동기위치를 기준으로 앞뒤로 흔들린다고 생각해보자.

평균적으로는 동기속도로 회전하고 있지만 진동하는 순간에는 고정자 회전자계와 회전자 사이에 작은 상대운동이 생긴다.

상대운동이 발생하면 댐퍼바가 자속변화를 경험한다.

그러면 댐퍼권선에 기전력이 유도되고 전류가 흐른다.

렌츠의 법칙에 따르면 유도전류에 의해 발생하는 효과는 그 원인이 된 변화를 방해하는 방향으로 나타난다.

즉 회전자가 회전자계보다 느려지는 방향으로 흔들리면 이를 가속시키는 방향의 댐핑토크가 생기고, 반대로 회전자가 회전자계보다 앞서가려 하면 이를 늦추는 방향의 토크가 생길 수 있다.

결과적으로 회전자의 상대운동을 줄이는 토크가 발생한다.

그래서 진동의 크기가 점차 감소한다.

자동차 쇼크업소버와 비슷하게 생각할 수 있다

자동차 서스펜션에는 스프링만 있는 것이 아니다.

스프링만 있다면 충격을 받은 뒤 차체가 한동안 계속 위아래로 흔들릴 수 있다.

이를 줄이기 위해 쇼크업소버가 진동에너지를 소산시킨다.

동기전동기의 댐퍼권선도 비슷한 역할을 한다.

회전자 위치가 흔들리면 상대운동에 의해 댐퍼전류가 발생하고, 그 전류에 의한 전자기토크가 진동을 줄이는 방향으로 작용한다.

그래서 헌팅이 오래 지속되는 것을 억제한다.

‘댐퍼’라는 이름도 여기서 나온다

Damper는 진동을 감쇠시키는 장치를 의미한다.

따라서 댐퍼권선을 단순히 기동권선이라고만 이해하면 역할의 절반만 아는 것이다.

동기전동기에서는 기동용으로 활용될 수 있지만 정상운전에서는 회전자 진동을 감쇠시키는 역할도 매우 중요하다.

그래서 제동권선 또는 감쇠권선이라는 표현도 사용된다.

정상상태에서는 전류가 0인데 헌팅할 때만 흐른다?

이상적인 기본파 정상동기상태만 생각하면 댐퍼권선에 지속적인 유도전류는 거의 없다.

하지만 회전자가 동기위치에 대해 흔들리면 순간적인 상대속도가 생긴다.

따라서 헌팅 중에는 댐퍼전류가 발생할 수 있다.

또한 실제 기기에서는 고조파 자기장이나 불평형 등 때문에 정상운전 중에도 댐퍼회로에 일부 전류가 나타날 수 있다.

따라서

“동기속도에서는 댐퍼권선에 절대로 어떤 전류도 흐르지 않는다”

라고 단정하는 것은 지나치게 단순한 설명이다.

기본적인 정상상태에서는 기본파에 의한 유도전류가 거의 없다고 이해하는 것이 더 정확하다.

댐퍼권선과 농형 회전자는 완전히 같은 것일까?

구조적으로는 비슷한 부분이 많다.

둘 다 도체바가 있고 단락회로를 이루며 상대자계에 의해 전류가 유도된다.

하지만 사용목적은 다르다.

농형 유도전동기에서는 회전자 바에 유도되는 전류가 정상적인 운전토크를 계속 만드는 핵심이다.

정상운전에서도 슬립이 존재하기 때문에 회전자전류가 지속적으로 흐른다.

반면 동기전동기의 댐퍼권선은 정상동기상태에서 주된 토크를 만드는 회로가 아니다.

주된 역할은

기동,

진동감쇠,

과도상태 보조

등이다.

유도전동기의 회전자 주파수와 비교하면

유도전동기의 회전자전류 주파수는

f2 = sf1

로 표현할 수 있다.

기동 순간에는

s = 1

이므로

f2 = f1

이다.

속도가 올라갈수록 s가 감소하고 회전자전류 주파수도 낮아진다.

댐퍼권선으로 기동하는 동기전동기도 기동과정에서는 비슷한 관점으로 이해할 수 있다.

정지상태에서는 회전자계가 댐퍼바를 전원주파수에 해당하는 상대속도로 지나간다.

속도가 증가할수록 상대주파수가 감소한다.

동기속도에서는 기본적인 상대주파수가 0에 가까워진다.

댐퍼권선은 탈조도 막아줄까?

댐퍼권선은 회전자 진동을 감쇠시켜 동기안정성을 높이는 데 도움을 줄 수 있다.

하지만 댐퍼권선이 있다고 해서 어떤 상황에서도 탈조가 발생하지 않는 것은 아니다.

부하가 전동기의 최대토크 능력을 크게 넘어가거나,

전압이 심하게 저하되거나,

계자상실이 발생하거나,

큰 계통사고가 발생하면

댐퍼권선만으로 동기상태를 유지하지 못할 수 있다.

즉 댐퍼권선은 안정도를 돕는 요소이지 탈조를 완전히 막는 절대적인 보호장치는 아니다.

헌팅과 탈조의 차이를 다시 구분해보자

헌팅은 동기상태가 유지되는 범위에서 회전자가 평형위치를 중심으로 흔들리는 현상이다.

회전자는 여전히 고정자의 회전자계를 따라가고 있다.

반면 탈조는 회전자와 고정자 회전자계 사이의 안정적인 동기상태 자체가 무너지는 현상이다.

즉

헌팅 = 동기 안에서 흔들림

탈조 = 동기를 잃음

이라고 구분하면 이해하기 쉽다.

댐퍼권선은 주로 헌팅을 감쇠시키는 데 도움을 준다.

부하변동이 심한 설비에서는 왜 더 중요할까?

일정한 부하만 구동하는 전동기보다 토크변동이 반복적으로 발생하는 기계에서는 회전자각도 계속 흔들릴 가능성이 커진다.

압축기나 왕복운동을 포함하는 부하처럼 토크가 주기적으로 변하는 설비에서는 동기전동기의 동적특성이 더욱 중요하다.

이때 충분한 감쇠가 없으면 회전자 진동이 커질 수 있다.

댐퍼권선은 이러한 진동에 대한 전자기적인 감쇠력을 제공한다.

다만 실제 진동특성은 전동기뿐 아니라 부하의 관성과 축계의 비틀림 특성까지 함께 고려해야 한다.

댐퍼바가 손상되면 어떤 문제가 나타날까?

댐퍼바가 균열되거나 연결부가 손상되면 댐퍼회로의 전류경로가 달라질 수 있다.

그러면 기동토크가 약해지거나 기동특성이 불균일해질 수 있다.

또한 회전자 진동을 감쇠하는 능력도 떨어질 수 있다.

고장형태에 따라

기동시간 증가,

불안정한 기동,

진동 증가,

국부과열,

토크변동

등이 나타날 가능성이 있다.

다만 이런 증상은 다른 전기적·기계적 문제에서도 발생할 수 있으므로 증상 하나만으로 댐퍼권선 고장이라고 단정해서는 안 된다.

반복기동은 왜 주의해야 할까?

동기전동기가 정지상태에서 기동할 때 댐퍼권선에는 큰 유도전류가 흐를 수 있다.

한 번 기동한 뒤 충분히 냉각되기 전에 다시 기동하면 권선 내부에 남아 있던 열에 새로운 I²R 손실이 더해진다.

기동을 짧은 시간에 여러 번 반복하면 댐퍼바와 연결부 온도가 크게 올라갈 수 있다.

이는 유도전동기의 반복기동에서 회전자 온도를 고려해야 하는 것과 같은 이유다.

따라서 대형 동기전동기에는 허용 가능한 기동횟수와 재기동 대기시간이 정해져 있을 수 있다.

전압이 낮으면 기동에도 영향을 줄까?

댐퍼권선에 의한 기동은 유도전동기와 비슷한 원리를 사용한다.

유도전동기의 전자기토크는 일반적인 운전조건에서 전압의 제곱과 강하게 관계된다.

개념적으로

T ∝ V²

라고 볼 수 있다.

따라서 기동 중 단자전압이 크게 낮아지면 댐퍼권선이 만들어내는 기동토크도 크게 감소할 수 있다.

그 결과 가속시간이 길어지고 댐퍼권선의 발열시간도 증가할 수 있다.

그래서 대형 동기전동기의 기동에서는 전동기 자체뿐 아니라 전원계통의 전압강하도 중요하다.

부하의 관성도 중요하다

회전체를 가속하려면 토크가 필요하다.

회전운동식은

J(dω/dt) = Te – TL

이다.

J가 크면 같은 가속토크에서도 속도상승이 느려진다.

즉 부하관성이 큰 설비에서는 동기속도 근처까지 올라가는 데 시간이 더 오래 걸릴 수 있다.

기동시간이 길어지면 댐퍼권선에 유도전류가 흐르는 시간도 길어진다.

따라서 댐퍼권선의 열적 부담이 커질 수 있다.

이 때문에 동기전동기의 기동설계에서는 부하의 관성모멘트가 매우 중요한 데이터다.

기동 중 계자권선은 어떻게 할까?

전통적인 동기전동기의 기동방식에서는 회전자 계자회로의 처리도 중요하다.

기동 중 회전자와 고정자 회전자계 사이의 상대속도가 크기 때문에 계자권선에도 교번성분이 유기될 수 있다.

설계에 따라 계자권선을 적절한 저항에 연결하거나 여자투입 시점을 제어하는 등의 방법을 사용할 수 있다.

회전속도가 동기속도에 충분히 가까워졌을 때 직류여자를 공급하여 동기인입시키는 방식이 사용될 수 있다.

구체적인 방법은 기기의 설계와 여자방식에 따라 달라진다.

인버터 시대에도 댐퍼권선이 필요할까?

현대의 동기전동기는 인버터를 이용해 기동하는 경우가 많다.

인버터는 처음부터 낮은 주파수의 전원을 공급하고 회전자 속도에 맞춰 주파수를 서서히 증가시킬 수 있다.

따라서 고정주파수 전원에 직접 연결하는 전통적인 동기전동기처럼 처음부터 고속 회전자계를 따라잡아야 하는 문제가 크게 줄어든다.

이 경우 댐퍼권선의 기동역할은 예전보다 덜 중요할 수 있다.

하지만 회전자 진동 감쇠나 과도현상과 관련된 댐핑 특성은 여전히 기기설계에서 중요할 수 있다.

즉 인버터를 쓴다고 해서 댐핑이라는 개념 자체가 없어지는 것은 아니다.

영구자석 동기전동기에도 같은 댐퍼권선을 사용할까?

PMSM은 전통적인 직류여자형 돌극 동기전동기와 회전자 구조가 다르다.

회전자에 영구자석이 사용되기 때문에 극편에 전통적인 댐퍼바를 설치하는 구조와는 다를 수 있다.

또한 대부분 인버터로 회전자 위치에 맞춰 전류를 제어하기 때문에 기동방식도 다르다.

하지만 제어시스템 관점에서는 회전자 진동과 속도변동을 억제하기 위한 감쇠가 여전히 필요하다.

즉 전통적인 댐퍼권선의 역할 가운데 일부가 현대 전동기에서는 전자기적 구조와 제어알고리즘으로 분담된다고 볼 수 있다.

댐퍼권선이 고장 나도 정상속도에서는 모를 수 있다

댐퍼권선의 특징 가운데 하나는 정상적인 안정운전에서는 큰 기본파 전류가 흐르지 않는다는 점이다.

그래서 일부 손상이 있어도 전동기가 일정한 부하에서 정상속도로 운전할 때는 문제가 명확하게 드러나지 않을 수 있다.

하지만

기동,

급격한 부하변동,

진동이 발생하는 과도상태

에서는 문제가 더 뚜렷해질 수 있다.

따라서 기동특성이 예전보다 나빠졌거나 부하변동 후 진동이 오래 지속된다면 댐퍼회로를 포함한 회전자 상태도 점검대상 가운데 하나가 될 수 있다.

댐퍼권선을 이해하는 가장 중요한 기준은 ‘상대속도’다

댐퍼권선의 역할을 복잡하게 외울 필요는 없다.

핵심은 하나다.

고정자의 자기장과 회전자 사이에 상대속도가 있으면 댐퍼권선에 전류가 유도된다.

기동할 때는 회전자가 정지해 있으므로 상대속도가 매우 크다.

→ 큰 유도효과

→ 기동토크 발생

정상적인 동기운전에서는 상대속도가 거의 0이다.

→ 기본적인 유도전류 거의 없음

회전자가 헌팅하면서 앞뒤로 흔들리면 순간적인 상대속도가 생긴다.

→ 댐퍼전류 발생

→ 상대운동을 줄이는 토크 발생

→ 진동 감쇠

이 흐름만 이해하면 댐퍼권선의 두 가지 역할이 하나의 원리로 연결된다.

자주 헷갈리는 부분

첫째, 댐퍼권선은 단순한 기계식 브레이크가 아니다.

전자기 유도에 의해 상대운동을 억제하는 토크를 만든다.

둘째, 댐퍼권선의 구조는 농형 유도전동기의 회전자와 비슷하다.

셋째, 동기전동기 기동 중에는 댐퍼권선이 유도전동기와 비슷한 방식으로 토크를 만들 수 있다.

넷째, 정상적인 동기속도에서는 고정자 회전자계와 회전자의 기본적인 상대속도가 0이기 때문에 댐퍼권선의 지속적인 기본파 유도전류도 거의 없다.

다섯째, 헌팅이 발생하면 상대운동이 생기므로 다시 댐퍼전류가 흐를 수 있다.

여섯째, 댐퍼권선은 헌팅을 줄이는 데 도움을 주지만 모든 탈조를 막아주는 장치는 아니다.

일곱째, 반복기동을 하면 댐퍼권선의 I²R 발열이 누적될 수 있다.

여덟째, 전압이 낮으면 기동토크가 감소하고 기동시간이 길어질 수 있다.

아홉째, 부하관성이 크면 가속시간이 길어져 댐퍼권선의 열적 부담이 증가할 수 있다.

열째, 현대 인버터 구동 동기전동기에서는 전통적인 댐퍼권선의 기동역할이 줄어들 수 있지만 감쇠라는 개념 자체는 여전히 중요하다.

마무리

동기전동기의 댐퍼권선은 회전자 극편에 설치되는 단락도체 구조로, 농형 유도전동기의 회전자와 비슷한 전자기 원리를 이용한다.

댐퍼권선을 이해하는 핵심은 고정자 회전자계와 회전자 사이의 상대속도다.

기동 순간에는 회전자가 정지해 있고 고정자 회전자계는 동기속도로 회전한다.

따라서 큰 상대속도가 존재하고 댐퍼권선에 전류가 유도된다.

이 유도전류와 고정자 회전자계가 상호작용하면서 유도전동기와 비슷한 방식의 기동토크가 발생한다.

회전속도가 증가하여 동기속도에 가까워지면 상대속도와 슬립이 감소한다.

적절한 시점에서 회전자 계자를 이용해 고정자 회전자계와 동기를 맞추면 정상적인 동기운전으로 들어간다.

정상 동기운전에서는 기본적인 상대속도가 거의 0이므로 댐퍼권선의 기본파 유도전류도 거의 사라진다.

하지만 부하변동이 발생해 회전자가 토크각의 새로운 평형점을 중심으로 흔들리면 순간적인 상대운동이 다시 발생한다.

이때 댐퍼권선에 전류가 유도되고 그 전류가 상대운동을 방해하는 방향의 토크를 만든다.

그 결과 헌팅이 점차 감소한다.

따라서 댐퍼권선의 두 역할인 기동과 헌팅 억제는 서로 다른 원리가 아니다.

상대운동이 생기면 유도전류가 흐르고, 그 유도전류가 상대운동을 줄이는 방향의 토크를 만든다는 하나의 전자기 유도원리에서 나온다.

결국 댐퍼권선은 평상시에는 눈에 잘 드러나지 않지만 동기전동기가 정지상태에서 회전을 시작하고, 부하변동 이후 다시 안정적인 동기상태로 돌아가는 과정에서 중요한 역할을 하는 회전자 구성요소라고 할 수 있다.

다음 글에서는 전통적인 직류여자 동기전동기에서 현대의 영구자석 동기전동기(PMSM)로 넘어간다.

PMSM은 회전자에 별도의 계자전류를 공급하지 않는데도 어떻게 동기토크를 만들 수 있는지, 기존 동기전동기와 구조와 효율, 제어방식에서 무엇이 다른지 자세히 알아본다.