전동기 의 원리

[NangSan]

※산업현장에서 가장 많이 사용되는 교류 유도전동기 구조 

- 전기를 이용한 물리적 힘을 가장 잘 이용하는 것 중의 하나가 Motor(전동기)일 것이다.

- 자석의 N극 S극은 서로 당기는 힘이 있고 같은극 끼리는 밀어내는 힘을 이용한 것의 대표적 제품이다.

- 같은극 끼리 연속적으로 밀어내는 힘으로 회전을 시켜 그 중심축 을 돌려서 회전력을 얻는것이다.

- 모타의 원리를 아주 기초적으로 익히려면 직류전동기 부터 해야 하지만 기본적 원리는 자석의 극성에 의한 것으로 이해하고 주변에 가장 흔하게 볼 수 있는 교류 농형전동기 와 권선형전동기 부터 살펴보자.

1. 교류 농형 전동기의 구조  

- 회전 자계를 발생하기 위하여 3상 권선을 권선한 부분을 고정자(stator), 원판에 해당하는 부분을 회전자(rotor)라 하며

  고정자 권선을 1차 권선, 회전자 권선을 2차 권선이라고도한다. 
- 3상 유도 전동기는 회전자의 구조에 의해서 농형과 권선형으로 분류 

- 회전자의 철심표면과 고정자의 내부 철심표면에 전자석의 같은 극성이 연속적으로 발생하여 회전자 축을 중심으로 회전하게 된다.

- 회전자에 외부에서 전기를 공급하지 않아도 되므로 제작이 쉽고 비교적 고장이 적은것이 특징이다.    

2. 농형 유도전동기 용도

 - 농형 회전자는 권선형 회전자에 비해 구조가 간단하여 제작시 값이 싸고, 취급하기가 쉬우나,

    기동 전류가 크고 기동 회전력이 적어 주로 소형 전동기에 사용하여 왔다. 회전수가 제작시 정해진 극수에 따라 정해진 RPM(일분당회전수)으로 운전되는 기기에 적합하다.
 - 최근에는 2중농형과 심구형으로 만들어 기동 회전력을 크게 할 수 있어 대형으로도 사용한다.

 - 또한 반도체 기술이 발달하여 농형 유도전동기도 인버터를 이용하면 속도제어가 자유로워 수십년전 DC 모타가 장악했던 산업현장에 대부분 유도전동기로 대체되기도 한다. 
 - 따라서 전동차에서는 농형회전자를 널리 사용

* 권선형 회전자 구조

권선형 유도전동기는 비교적 대형모타 가 필요한 기계와 기동전류와 속도를 Smooth 하게 해야만 하는 기계에 적합하다.

최근 반도체 기술의 발달로 이 부분도 농형유도전동기가 대체해 나가고는 있지만 아직도 여러분야의 기계설비에 적용된다.

전동기 관련 자주 사용되는 약어표

(전동기 (설계.제조시,사용자가 선정시,명판표시) 제조사에서 주로 사용하는 명칭의 약어임)

SC   Squirrel Cage Induction (농형유도전동기, 농형 회전자가 다람쥐 쳇바퀴 처럼 생겨서 붙은 이름)

IM    Wound Rotor Induction (권선형 유도전동기)

SM   Synchronous Motor (동기전동기)

CM  A.C Commutation (교류 정류자)

PM  Single Phase (단상)

DM  D.C Motor(직류전동기)

ID   Indoor (실내형) 옥외설치 운전하면 성능보장이 않됨을 의미함

OD   Outdoor(옥외형) 옥외형 이지만 보호등급에 준한 운전을해야함

축의 배치방향에 따른 분류 약어

H    Horizontal  (수평형 배치)

V    Verical (수직형 배치)

Z   Sloped (기울어진 배치)

TEFC   Total Enclosed Fan Cooled (전폐 팬 냉각형) 완전밀폐형 케이스에 송풍기날개를 달아 냉각하는구조) 

TENV   Total Enclosed Nun Ventilated (전폐 무냉각형)

기타 아래 표 3 참조

자료 계속 보완예정