전동기의 종류 및 원리

소개글

전동기의 종류 및 원리에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

되는 대용량에서는
권선형이 사용된다.
⑥ 대부분의 중소형 삼상 전동기는 결선을 바꾸어 고.저 두 개의 전압중 어느
전압에서도 작동하게할 수 있다.
⑦ Y(wye) 결선(Y winding)의 표기법 - Name Plate 상의 결선도 - 실제 연결
설명도
⑧ 델타 결선(delta winding)의 표기법 - Name Plate 상의 결선도
16) 농형(籠形) 유도전동기(squirrel cage induction motor)
① 회전자는 구리나 알루미늄 환봉을 도체 철심 속에 넣어서 그 양쪽 끝을 원형
측판(shorting ring)에 의해서 단락시킨 것으로, 그 모양이 마치 다람쥐 쳇바퀴처럼
생겼다하여 squirrel cage라고 한다.
② 회전자의 구조가 간단하고 튼튼하며 운전 성능이 좋으므로 건축설비에 쓰이는
대부분의 삼상 전동기는 농형이다.
③ 기동시에 큰 기동전류(전부하 전류의 500 - 650 %)가 흐르는 것이 단점이며,
이 단점 때문에 권선이 타기 쉽고 공급전원에 나뿐 영향을 끼친다.
④ 기동 토르크는 전부하 토크의 100 - 150 % 정도이다.
17) 권선형(捲線形) 유도 전동기(wound-rotor induction motor)
① 회전자에도 3상의 권선을 감고(대개 wye 결선), 각각의 단자를 SlipRing을 통해
서 저항기에 연결한다. 저항기의 저항치를 가감하여 광범위하게 기동특성을 바꿀
수있다.
② 회전자 권선으로인하여 농형보다 구조가 복잡하다.
③ 기동전류는 전부하 전류의 100 - 150 % 정도이고, 기동토르크는 전 부하
토르크의 100 - 150 % 정도이므로, 상대적으로 적은 전원 용량에서 큰 기동 토
르크를 얻을 수 있다.
④ 기동이 빈번하여 농형으로는 열적으로 부적합한 경우 및 대용량에 많이 사용
한다.
(2)외피의 형에 따른 분류
1) 개방형(open type motor)
전동기와 그 전동기가 구동하는 기기가 어떠한 형태의 단일 외피에 의 해서도
폐쇄되지 않은 것.
2) 폐쇄형(enclosed type motor)
전동기와 그 전동기가 구동하는 기기가 어떠한 형태의 단일 외피에 의해서 폐쇄
된 것.
\"예\" 밀폐형 압축기(hermetic compressor) 속의 전동기(hermeticmotor)
(3) 전동기 마력수에 의한 분류
1) 분수형(fractional size motor)
전동기 마력 수가 1보다 작은 것.
2) 정수형(integral size motor)
전동기 마력 수가 1보다 큰 것.
2. 전동기의 원리
(1) 직류전동기의 원리
자기장 중에 놓인 도체에 직류 전류를 흘리면 플레밍의 왼손법칙에 의해 도체에
전자력이 발생하여 회전하게된다.
직류 전동기는 속도제어가 용이하기 때문에 전철, 엘리베이터, 압연기 등과 같이
속도 조정이 필요한 경우에 널리 이용된다.
(2) 유도전동기의 원리
유도 전동기의 회전 원리는 Arago의 원판의 실험에서 발전하였다.
아래 그림과 같이 회전 가능한 도체 원판 위에서 자석의 N극을 시계 방향으로 회전
시키면 상대적으로 원판은 자기장 사이를 반시계 방향으로 움직이는 것과 같다.
(그림 왼쪽)
따라서 플레밍의 오른손 법칙에 따라 원판의 중심으로 향하는 기전력이 유도된다.
(그림 가운데)
이 기전력에 의한 맴돌이 전류가 흐르고, 이 전류에 의해 플레밍의 왼손 법칙에
따라 원판은 전자기력을 받아 시계 방향으로 회전한다.(그림 오른 쪽)
즉, 원판은 자석이 회전하는 방향과 같은 방향으로 움직인다. 이 때, 원판은 자석
보다는 빨리 회전할 수는 없다. 또한, 원판이 자석과 같은 속도로 회전한다면 원판이
자석의 자기장을 쇄교할 수(자를 수)없으므로 원판은 반드시 자석보다 늦게 회전한다.
자석을 회전시키는 대신에 3상 교류로 회전자기장을 만들어 주면, 같은 원리로 원판은
회전한다.
(3) 단상 유도전동기의 원리
아래의 그림과 같이 외부의 자석을 회전시키면 내부에 있는 도체 원통도 유도
전동기의 회전원리에 의해서 자석의 회전방향과 같은 방향으로 도는 현상을 이용한다.
아래와 같이 자극 대신에 코일을 이용하면 같은 효과를 얻을 수 있다. 즉, 두 코일의
감는 방향을 같은 방향으로 하면 마치 자석의 N극과 S극이 되어 여기에 교류 전원을
연결하면 자기장이 형성된다.
그러나 단상 교류에 의한 교번 자기장은 생기지만, 일정 방향으로의 회전 자기장이
생기지 않기 때문에 자체적으로 기동하지 못한다. 따라서 단상 유도전동기는 먼저
일정 방향으로 기동 회전력을 주는 장치가 있어야한다.
(4) 3상 유도전동기의 원리
아래의 그림과 같이 금속원통의 회전자 주위에 3상(aa\' bb\' cc\')의 전원을 인가하면
시계방향으로 회전자기장이 생긴다. 따라서, 유도전동기의 회전원리에 따라 회전자도
시계방향으로 회전한다.
오른쪽 그림은 3상 농형 유동전동기의 회전자 중 철심에 결합시키는 도체를 나타
낸 것으로 구리막대(또는 알루미늄막대)와 단락환(端絡環:end ring)으로 되어 있다.
시계방향으로 회전자기장이 생기면 도체(회전자)는 반대방향으로 움직이는 것과
같으며 이 회전자기장에 의한 자속에 의해 플레밍의 오른손 법칙에 따라 회전자에
기전력이 발생한다. 이 기전력은 다시 플레밍의 왼손법칙의 적용을 받아 회전자를
시계방향으로 회전하도록 하는 것이다. 이때, 도체가 회전자기장을 쇄교해야 하므로
도체의 회전속도는 회전자기장의 속도보다 느리다.
(5) 3상 동기전동기의 원리
자극으로 되어 있는 회전자 주위에 자석을 회전시키면 흡인력에 의해서 회전자는
자석이 회전하는 속도와 같은 속도로 시계방향으로 회전한다.
자석을 회전 시키는 대신에 위의 그림처럼 3상 권선을 한 고정자의 안쪽 에
회전자를 두면, 회전자는 고정자의 회전자기장의 속도와 같은 속도로 회전한다.
단, 정지하고 있는 동기 전동기는 자극이 무거워 회전자기장과 같은 속도로 회전할
수 없으므로, 처음에는 회전자를 동기 속도까지 회전시켜 주는 기동 방법이 필요하다.
동기 전동기는 여자기를 필요로 하며 값이 비싸지만, 속도가 일정하고 역률 조정이
쉽기 때문에 정속도 대동력용으로 사용된다. 속도제어가 필요한 경우에는 주파수를
바꾸는 방법을 취한다.