DC Motor   직류 전동기, DC 모터

(2021-11-01)

1. 직류 전동기

  ㅇ 사용 전원직류로 하는 전동기

  ㅇ 구성 : (전기적) 고정자, 회전자, (기계적) 정류 장치

     


2. (구성)  전기적 구성고정자 : 영구자석 또는 전자석 (계자 : 자속 발생)
     - 고정되어 자속 발생
     - 계자 권선 : 고정자에 감겨 있으면서, 직류 전류가 공급됨
     - 한편, 대부분의 직류 전동기는, 고정자 주요 극 사이에 보극이라 불리는 돌극을 갖음

  ㅇ 회전자 : 코일 (전기자 : 자속 끊음)
     - 고정자 자속과의 상호작용에 의해 회전력이 생김
     - 전기자 권선 : 회전자에 감겨 있으면서, 탄소 소재 브러시를 통해 정류된 전류가 흐름


3. (구성)  기계적 구성직류에 의해 회전하는 회전자 권선교류가 흐르게되어, 이에따른 기계적 정류 작용이 부가됨

  ㅇ 기계적 정류 장치
     - 회전자브러시(Brush) 및 정류자(Commutator)에 의한 정류 작용 및 그에따른 토크가 발생됨
        . 브러시 : 회전자에 감겨진 권선전류가 흐를 수 있게 함
        . 정류자 : 회전자에 붙여지어, 회전자와 함께 회전됨
     - 전류 방향 및 회전 방향
        . 회전하는 정류자에 의해, 회전자 권선전류의 흐름이 바꾸어지며,
        . 회전자 도선의 전류 방향이 회전과 상관없이 언제나 동일하게 유지됨
        . 만일, 입력 dc 전류의 방향을 바꾸면, 회전 방향이 반대로 바뀌어짐

  ※ (토크),자계,전류 방향 : 플레밍 왼손 법칙 참조


4. 직류 전동기의 특징속도 제어모터로써 우수한 특성
     - 속도 제어가 쉽고, 속도 제어 범위가 넓음

     - 속도 제어 방식 종류
        . 자계 전류제어하는 자속 조정 방식 (계자 저항 제어)
        . 전기자 전류에 대한 저항 조정 방식   (전기자 저항 제어)
        . 전기자 단자 전압 조정 방식          (전기자 전압 제어)
           .. 최대 토크에 영향 주지 않고, 광범위한 속도 조정 가능 (대표적)

     * 속도 제어전동기로써, 우수한 성능을 가지므로, 많이 쓰여짐
     * 성능 비교 척도 : 속도 변동률

  ㅇ 선형적 비례 동작
     - 회전 속도    : 전기자 코일 전압선형 비례 
     - 회전력(토크) : 전기자 코일 전류선형 비례

  ㅇ 소음,마모 등 발생
     - 브러시(Brush) 및 정류자(Commutator) 등 기계적 접점을 가지므로 소음,마모 등 발생
     - 따라서, 고속 응용에 부적합, 정기적인 유지보수 필요 등

  ㅇ 기동 토크가 큰 편임
     - 따라서, 직류 전동기에서는, 적절한 보호 장치가 필요
        . 손상 원인 : 단락, 장시간 과부하, 과다 기동 전류 등

  ㅇ 출력 효율 양호, 가격 저렴

  ㅇ 응용
     - 광범위한 속도 제어가 필요한 자동차,항공기 등에서 과거부터 직류 전동기가 많이 사용됨
        . 직류 구동 전기차, 배터리 구동 전기자동차, 금속 압연기, 지게차, 전철 등


5. 직류 전동기의 구분

  ※ ☞ 직류 전동기 구분 참조
     - 타 여자 방식
     - 자 여자 방식 (분권 전동기, 직권 전동기, 복권 전동기)
     - 브러시리시 모터



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