전기전자회로(모터응용)

목차

1. 모터의 동작원리를 설명하시오.
1) DC 모터 (DC motor)
2) 유니버셜 모터 (Universal motor)
3) BLDC 모터 (Brushless DC motor)
4) 3상 유도모터 (3 phase induction motor)
5) 단상유도모터 (Single phase induction motor)

2. 아라고 원판의 원리

본문내용

(a) DC 모터 (DC motor)
고정자는 고정된 자기장을 만들어준다. 그리고 전기자는 회전하는 부분으로 간단한 코일이다. 전기자는 정류자 고리를 통해 직류 전원에 연결되어 있다. 코일에 전류가 흐르면 로렌츠 법칙에 의해 코일에 전자기력이 발생한다. 따라서 코일은 회전하기 시작한다. 코일이 회전하면서 정류자가 닿는 전원의 극이 바뀌는 걸 알 수 있다. 결과적으로 왼쪽 코일에는 항상 뒤쪽으로 전류가 흐르고 오른쪽 코일에는 항상 앞쪽으로 전류가 흐른다. 이런 식으로 토크도 항상 같은 방향으로 작용하게 된다. 따라서 코일은 계속 돌 수 있는 것이다.
하지만 코일에 작용하는 토크를 자세히 보면 코일이 자기장과 거의 수직이 되면 토크도 거의 0이 된다. 결과적으로 DC모터를 이렇게 구성하면 회전자의 회전이 불규칙적이게 될 것이다. 어떻게 해결할 수 있을까? 회전자에 코일 하나와 그 코일을 위한 정류자를 추가해주면 첫 번째 코일이 수직일 때 두 번째 코일은 전원에 연결되어 있으므로 회전자는 항상 토크를 받는다. 당연히 코일을 많이 추가할수록 회전은 더욱 부드러워진다. 실제 모터에서는 투자율이 높은 강철 틈에 전기자 코일을 배치해 자기장의 효율을 높인다. 스프링으로 브러쉬를 정류자 쪽으로 밀면 전원과의 연결을 유지할 수 있다. 대부분은 전자석을 사용한다. 계자코일도 전기자와 같은 직류전원에 연결된다. 계자코일은 회전자 코일과 서로 다른 두 가지 방식으로 연결할 수 있다. 병렬 또는 직렬로 말이다. 그림과 같이 두 종류의 DC모터 구성이 가능하다. 분권모터와 직권모터이다. 직권 모터는 기동토크가 높지만 부하가 커지면 속도가 급격이 떨어진다. 분권모터는 기동토크가 낮지만 부하에 상관없이 거의 정속 구동이 가능하다. DC모터는 다른 전기기기에는 없는 특성이 하나 있다. 바로 역기전력이다. 코일이 자기장 내에서 회전하면 전자기 유도현상에 의해 기전력이 발생한다. 회전하는 전기자도 마찬가지이다. 내부의 기전력은 공급되는 전압의 반대 방향으로 발생한다.

참고자료

· 없음