(A+, 전동기) 직류분권전동기,직권전동기,복권전동기의 특성과 장,단점

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(A+, 전동기) 직류분권전동기,직권전동기,복권전동기의 특성과 장,단점에 대한 보고서 자료입니다.

목차

I. 서론
II. 본론
1. 전동기의 종류
2. 전동기별 특징
(1) 분권전동기(Shunt motors)
(2) 복권전동기(Compound motors)
(3) 직권전동기
3. 발전기와 전동기의 특성 곡선
(1) 직류기의 종류별 등가 회로
(2) 발전기
1) 타여자 발전기
2) 직권 발전기
3) 분권 발전기
4) 복권 발전기
(2) 전동기
1) 부하-속도 특성곡선
2) 타여자 전동기
3) 직권 전동기
4) 분권 전동기
5) 복권 전동기
(3) 부하 토크 특성
1) 타 여자 전동기
2) 직권 전동기
3) 분권 전동기
4) 복권 전동기
(4) 전압 변동률과 속도 변동률
* 참고자료

본문내용

다.
2) 직권 발전기
직권 발전기의 유기 전압은 앞서 배운 식 (2.1)의 또는 식 (2.5)의 의 식에 근거한다.
여기서,
: 유기 전압 : 자속 밀도
: 도체의 길이 : 접선 방향의 속도
: 기계 상수 : 회전속도[rpm]
: 자속
속도는 원동기에서 얻어지며 일정한 속도라고 가정할 수 있다. 도체의 길이도 기기의 설계시 이미 정해지며, 다만 자속 밀도 B 는 직권의 경우 부하 전류의 크기와 비례하는 것을 알 수 있다. 전류와 자속의 관계가 선형이 아닌 히스테리시스에 의한 무부하 포화 곡선을 나타내게 되므로 이를 참고하면 부하 전류가 증가함에 따라 유기되는 전압의 값이 포화되는 성질을 갖고 있음에 주의해야 한다. 덧붙여서 부하 전류가 증가함에 따라서 전기자 저항에 의한 전압 강하가 비례적으로 크게 된다.
3) 분권 발전기
분권 발전기의 계자는 전기자와 병렬로 연결되어 있다. 정상적인 운전 상태에서 계자에 흐르는 전류는 전기자에서 발생된 전압과 계자의 권선 저항으로 항상 일정한 전류가 흐릅니다. 이는 계자가 항상 일정한 자계의 크기를 발생하게 됨을 의미하며, 타여자 발전기와 동일한 특성을 갖게 된다. 마찬가지로 부하 전류가 증가함에 따라서 전기자 저항에 의한 전압 강하가 나타나게 된다.
4) 복권 발전기
직권 발전기는 부하 전류가 증가함에 따라서 단자 전압이 증가하고, 분권 발전기는 부하 전류가 증가함에 따라서 단자 전압이 감소한다. 두 가지의 권선법을 결합하여 사용함으로써 발전기의 특성을 개선할 수 있다. 발전기는 일반적으로 부하 전류의 변화가 있더라도 일정한 단자 전압을 유지하여야 한다. 그림 2.14 는 직류 발전기 종류별 부하-전압의 특성 곡선을 나타낸다.
(2) 전동기
전동기의 특성은 크게 두 가지로 볼 수 있다. 부하 (축에 인가된 기계적 부하량) 에 따른 속도 변동이 어떠한가와 속도가 변할 때 토크의 값이 어떻게 변화하는가 이다. 각각의 경우에 대하여 그 내용을 살펴보도록 하겠습니다.
1) 부하-속도 특성곡선
2) 타여자 전동기
자여자 분권 전동기와 그 특성이 유사한다.
3) 직권 전동기
직류 전동기의 속도는 기본적으로 이며 이다. 이 관계로부터 의 결과를 얻을 수 있다. 직권의 경우에는 자속의 수 는 부하 전류와 같으며 이는 전기자 전류와도 같은 전류이다. 그러므로 에 비례한다고 할 수 있고 식을 분석하면 속도는 전기자 전류 또는 부하 전류에 반비례한다고 할 수 있다.
4) 분권 전동기
직류전동기의 속도의 특성 식은 직권 전동기에서 유도한 것과 동일하며 다만 자속의 크기는 분권 계자의 저항에 의해서 항상 일정한 자속이 발생한다. 자속이 일정한 경우 부하 전류에 대한 속도의 값은 수평한 모양에서 전기자 저항의 전압 강하로 인하여 아래로 처지는 형태의 특성 곡선을 갖습니다. (이를 수하 특성이라고 한다) 부하 전류는 계자 전류와 전기자 전류의 합인데 계자 전류가 일정하므로 부하 전류의 변화는 전기자 전류의 변화가 된다. 발생하는 자속이 일정하므로 타 여자 직류 전동기와 동일한 특성을 갖는 것으로 해석한다.
5) 복권 전동기
복권 전동기는 직권 계자와 분권 계자에 의한 영향을 동시에 받습니다. 특성 곡선은 직권 전동기와 분권 전동기의 중간 특성을 갖습니다.
(2) 부하 토크 특성
1) 타 여자 전동기
자여자 분권 전동기의 특성과 유사한다.
2) 직권 전동기
토크의 식은 의 식에서 유래한다. 는 토크이며, 는 기계 상수, 는 전기자 전류, 는 자속의 수이다. 직권 전동기의 경우는 에 비례하므로 최종적으로 토크는 전기자 전류 혹은 부하 전류의 제곱에 비례한다고 할 수 있다.
3) 분권 전동기
직권 전동기의 토크 유도 과정과 동일하나 는 일정하므로 부하 전류와 토크의 관계는 선형 비례관계가 있다. 동일한 자속을 발생하는 측면에서 타 여자 전동기의 특성과 동일하게 해석할 수 있다.
4) 복권 전동기
마찬가지로 복권 전동기는 직권 계자와 분권 계자에 의한 영향을 동시에 받습니다. 특성 곡선은 직권 전동기와 분권 전동기의 중간 특성을 갖습니다.
(3) 전압 변동률과 속도 변동률
특성곡선은 광범위한 영역에서의 전동기 발전기의 특성을 파악할 수 있다. 사용자는 자신이 원하는 종류의 전동기나 발전기를 특성곡선을 사용하여 선택할 수 있다. 간단하게 전동기 발전기의 특성을 나타내는 방법으로는 전압 변동률과 속도 변동률을 사용하면 된다.
전압 변동률은 발전기의 특성을 표시하는 파라미터로서 발전기가 사용부하의 변동에 대하여 얼마나 일정한 전압을 유지, 공급하는가에 대한 지표로 사용된다.
(2.10)
여기서
: 전압 변동률
: 무부하 전압
: 전부하 전압
전압 변동률은 무부하와 전부하시에 전압이 얼마나 변하는가에 대한 정보를 제공한다. 무부하시와 전부하시의 전압차이가 없을 때 전압변동률은 0 이 된다. 발전기의 이상적인 특성은 부하의 변동에도 관계없이 일정한 전압을 제공하는 안정성이다. 그러한 의미에서 전압변동률이 작으면 좋다고 볼 수 있다.
속도변동률은 전동기의 특성을 표시하는 파라미터로 사용된다. 기계적인 부하가 변할 때 얼마나 일정한 속도를 유지하는가에 대한 지표로 사용된다.
(2.11)
여기서
: 속도 변동률
: 무부하 속도
: 전부하 속도
무부하시와 전부하시의 속도차이가 없을 때 속도변동률은 0 이 된다. 전동기의 이상적인 특성은 부하의 변동에도 관계없이 일정한 속도를 제공하는 안정성이다. 그러한 의미에서 속도변동률이 작으면 좋다고 볼 수 있다. 그림 2.13 직류기의 종류별 전기 등가 회로
* 참고자료
KSC 0914 전기 기기의 방폭 구조 통칙
KSC 4201 3상 유도 전동기의 특성 산정 방법
KSC 4202 일반용 저압 3상 유도 전동기
KSC 4203 일반용 고압(3kV) 3상 유도 전동기
KSC 4204 일반용 단상 유도 전동기
JEM(Japan Electrical Manufactures Association): 일본 전기공업회 표준 규격
NEMA(National Electrical Manufactures Association): 미국 전기 제품 제조업차협회 표준 규격

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