DC Machine   직류기

(2022-10-13)

1. 직류교류가 아닌, 직류를 발전(직류 발전기)하거나, 직류로 구동(직류 전동기)되는 전기기기


2. 직류기의 구분

  ㅇ 용도별 구분
     - 직류 발전기 
        . 직류 전압을 발생시키는 발전기
        . 토크가 회전방향과 반대로 작용
        . 자속도체가 쇄교하는 방향,각도에 따라, 시변 교류 전력이 발생됨
           .. 이때, 교류직류 변환을 위해, 정류자를 설치하며,
           .. 양질의 직류를 얻기위해, 정류자편수를 늘려, 맥동율을 줄이고 있음  
        . 현재 발전기 대부분이, 교류 발전기를 사용하며,
           .. 특수 용도에 한해 일부 사용
           .. 例) 축전기 충전용, 통신기기 전원, 전기철도 전등, 선박용 등
        . 기본원리 : 플레밍 오른손 법칙

     - 직류 전동기
        . 전류 전압으로 회전 구동력을 얻는 전동기
        . 토크가 회전방향과 같은 방향으로 작용
        . 많은 산업적 응용에 폭넓게 사용되어 왔던 전동기
           .. (컨베이어,크레인,공작기계,인쇄기,송풍기,전기기관차 등 대형 및 서보모터 등 소형)
        . 기본원리 : 플레밍 왼손 법칙
 
     * 구조,원리적으로, 직류 발전기직류 전동기는 동일함
        . 직류 전류를 공급하여 회전 토크를 발생 => 직류 전동기
        . 외부에서 주어진 회전 토크로부터 발생된 유도 기전력으로 직류 생성 => 직류 발전기여자방식별 구분                            ☞  여자(勵磁)(Excitation) 참조
     - 타 여자식 (seperate excitation)
        . 계자전기자 각각 별도로 전원 공급
     - 자 여자식 (self excitation)
        . 전기자에 발생된 기전력으로 계자 전류를 흘리게함
           .. 분권 계자 권선(Shunt Field Winding)
           .. 직권 계자 권선(Series Field Winding)
           .. 복권식 


3. 직류기의 특징

  ㅇ 상대적으로 구성이 단순함
     - 고정자 : 계자
     - 회전자 : 전기자
     - 정류   : 정류자 

     * 주로, 회전 전기자형 (고정 계자형 : 계자 권선이 고정됨)

  ㅇ 제어 용이
     - 정밀 제어 가능, 비교적 손쉽게 다양한 속도 범위 제어 가능
        . 정지에서 정격속도까지 아주 미세한 간격으로 조정 가능

  ㅇ 내부는 교류, 외부 단자는 직류 사용
     - 직류기 내부는, 교류기 처럼 교류 전압,전류를 사용하지만, 
     - 직류기 외부 단자는, 직류를 사용 

  ㅇ 정류(Commutation) 특성
     - 기기 내 교류 -> 직류 전압으로 변환시켜주는 장치로써, 정류자(Commutator) 있음
     - 이 때문에, 직류기를 정류 기기 (Commutating Machine) 라고도 함

  ㅇ 전기자 권선법 
     - 주로, 고상권, 폐로권, 이층권을 사용

  ㅇ 주요 손실
     - 철손, 동손, 기계손, 표유 부하손


4. 직류기의 구조

  ㅇ 크게, 세 부분으로 구성
     - 고정자 : 계자, 계철
     - 회전자 : 전기자, 축(Shaft)
     - 정류   : 정류자 (회전자에 붙어 회전함), 브러시 (고정되어있음)

     회전자 (Rotor)
     - 계자(고정자)의 N극,S극 사이에서 회전이 가능한 원통형 구조

  ㅇ 정류자브러시  :  기계적 정류 접점
     - 회전자가 회전함에 따라, 전기자 권선전류 도통을 위해 기계적 접점 필요

직류기
   1. 직류기   2. 직류 전동기   3. 정류 (Commutation)  
전기기기 종류
   1. 전기기기 종류   2. 직류기   3. 교류기   4. 동기기   5. 유도기   6. 회전기   7. 발전기  


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