안녕하세요!
저번에는 직류발전기에 대하여 간단하게 알아보았는데요.
오늘은 직류전동기의 원리에 대하여 간단하게 알아보겠습니다.
직류전동기란?
진류 전동기란?
말 그대로 직류 전원(전기적 에너지)을 얻어 회전력(기계적 에너지)을 발생하는 것이 직류전동기입니다.
교류전동기는 교류전원을 받아 회전력을 발생하는 것이 교류전동기겠죠.
직류전동기의 구조는 직류발전기와 거의 비슷합니다.
발전기는 회전력을 얻으면 전기에너지를 발생시키는 것이고,
전동기는 전기에너지를 얻어 회전력을 발생시키는 것이기 때문에
'서로 전류의 방향이 반대다'라고 생각하면 될 것 같습니다.
위 그림에서 발전기는 원동기에 의해 회전했을 때, 플레밍의 오른손 법칙에 의해 기전력의 방향으로 전류가 흐르게 됩니다.
여기에서 원동기가 회전을 주지 않고 오른쪽 그림과 같이
전원 측에 직류 전원을 가한다면
여기서는 플레밍의 왼손법칙에 의하여 회전력이 생기게 됩니다.
위의 그림과 같이 전동기의 회전방향이 발전기의 회전방향과 같다고 할 수 있습니다.
이것이 직류전동기의 원리입니다.
전자유도현상, 플레밍의 오른손법칙 & 왼손법칙, 패러데이 오른나사법칙
전자유도 이 현상은 1831년 페러데이(Faraday)가 처음 발견한 것인데, 전기회로와 쇄교 하고 있는 자속이 변화할 때, 또는 한 회로의 일부 도체(폐회로가 된 전선의 한 부분)와 자속이 상호운동에 의
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역기전력(Counter Electromotive Force)
전동기가 회전하면 도체는 자속을 끊어 발전기와 같이 기전력을 유기합니다.
이때의 기전력은 전원과 반대되는 새로운 힘이 생기는 것이기 때문에
발전기 오른손 법칙을 이용한 $$역기전력 E$$이 발생합니다.
$$ E=\frac{PZ}{a}\Phi n=K_{1}\Phi n, K_{1}=\frac{PZ}{a}$$
$$역기전력 E[V], 자극수=P, 1극당 자속=\Phi [wb], 전기자총도체수=Z$$
$$전기자의 병렬회로수=a, 전동기 회전수=n[rps]$$
그리고 $$전기자전류I_a, 전기자회로저항R_a$$ 라 하면
$$I=\frac{R}{V}로$$
$$I_a=\frac{V-E}{R_a}[A]$$
$$V=E+I_aR_a$$
라 할 수 있다.
역기전력 E는 회전속도에 비례하기 때문에 전동기의 기계적 부하가 증가하여 속도가 감소하게 되면
역기전력E도 감소하게 된다.
이때 위의 식에 의해 전기자전류를 부하전류로 보면
부하가 커질수록 입력전압이 상승한다는 것을 알 수 있다.
오늘은 직류전동기의 원리에 대하여 알아보았는데요.
다음에는 속도, 토크, 출력에 대해 알아보는 시간을 갖도록 하겠습니다.
수식을 쓸 줄 알게 되니 내용 전달에 있어서 편하기는 하지만
익숙하지 않아 시간이 좀 걸립니다. 하하
다음에도 유익한 정보를 가지고 돌아오도록 하겠습니다. 안녕히 계세요~^^