모터의 종류

[환타]

모터의 종류 

(1) MOTOR는 여러 가지 분류 방법이 있으나 전원상수에 의해 단상 MOTOR와 삼상 MOTOR로 분류되고 있습니다.

  1) 단상 MOTOR
   - 단상 전원은 일반 가정용의 상용 전원으로 한 상으로 되어 있습니다.
   - 전원 자체만으로는 MOTOR가 회전되지 않기 때문에 기동을 위하여
     CONDENSER를 보조 COIL에 연결하여 기동을 시킵니다.

  2) 삼상 MOTOR
   - 삼상 MOTOR는 동력으로 구분되며 전원의 각상 전압의 위상이 120°씩 틀어진
     3개의 전원으로 되어 있습니다.
   - 전원을 MOTOR에 연결하여 구동시키면 용이하게 회전자계가 일어나 기동이 됩니다.
   - MOTOR의 효율도 높으며 기동 TORQUE도 비교적 큽니다.

(2) MOTOR를 기능 면으로 나누게 되면 크게 3가지로 나눌 수 있습니다.

  1) 일정한 속도로 운전하는 MOTOR

     ① INDUCTION MOTOR
      - AC 소형 MOTOR의 대표적인 MODEL이며, 연속적으로 사용 할 수 있습니다.
      - 단상용 CONDENSER RUN INDUCTION MOTOR와 삼상용 INDUCTION MOTOR의 2종류가 있습니다.
      - LEAD WIRE TYPE과 TERMINAL BOX TYPE의 두 가지 종류가 있습니다.
     ② REVERSIBLE MOTOR
      - 단상용 CONDENSER RUN INDUCTION MOTOR입니다.
      - 외관구조는 INDUCTION MOTOR와 거의 같지만 MOTOR의 회전 방향을 간편하게
        역전시킬 수 있도록 간이 BRAKE봉을 MOTOR내부에 취부하여 정·역 운전을 자주 반복하여
        사용할 때 적합합니다.

   2) BRAKE 기능이 있는 MOTOR

     ① 電磁 BRAKE 부착 MOTOR
      - 無勵磁 作動型 電磁 BRAKE를 내장한 MOTOR입니다.
      - 制動이 확실히 작동하여 유지력을 얻을 수 있습니다.
      - 제동의 작동은 전원이 고장 일 때에 작동하므로 안전하게 사용하는 BRAKE로 적합합니다.
     ② BRAKE PACK SB SERIES
      - INDUCTION MOTOR, REVERSIBLE MOTOR 전용의 순시제동용 회로의 電子 BRAKE입니다.
      - 유접점 BRAKE PACK과 무접점 BRAKE PACK 2종류가 있습니다.

   3) 속도를 조절 할 수 있는 MOTOR

     ① UNIT TYPE
      - 속도 제어기와 MOTOR를 간단하게 접속하여 사용 할 수 있는 TYPE입니다.
     ② CONTROL PACK TYPE
      - 속도 제어기와 MOTOR를 따로 하여, 속도 제어기와 MOTOR를
        사용 용도, 사용 목적에 따라 맞게 선택하여 사용 할 수 있는 TYPE입니다.

모터의 특징

(1) MOTOR의 정의

   - MOTOR는 기기가 어떤 일을 할 때 그 기기의 驅動源이 되는 것입니다.
   - MOTOR에 전원을 넣으면 전기 작용에서 발생되는 회전력을 SHAFT로 꺼내어
     다른 기계에 벨트 또는 기어를 힘을 전달 시키는 작용을 하며 회전축과 직결시켜
     어떤 구체적인 작용을 합니다.
   - 이 MOTOR는 모든 기기의 심장과 같은 중요한 역할을 하는 것입니다.
   - 한마디로 정의하면 MOTOR란 전기 에너지를 기계 에너지(회전 에너지)로 변환하는 장치입니다.

(2) MOTOR의 특징

   - 전기를 연결하면 회전 운전하여 쉽게 동력원을 얻을 수 있으며,
     가정용 기기나, 산업용 기기, 생산 라인의 자동화 등 다양한 용도에 사용되고 있습니다.

  1) 다양하고 풍부한 기종
   - SIZE는 쬑60mm 6W에서부터 쬑90mm 200W까지 INDUCTION, REVERSIBLE,
     電磁 BRAKE, TERMINAL BOX, SPEED CONTROL,電子 BRAKE등 다양하고
     풍부한 MODEL을 가지고 있습니다.
   - 사용 전압도 100V 50/60Hz(일본 지역), 200V 50/60Hz(일본지역),110V 60Hz(타이페이),
     220V 60Hz(한국, 타이페이), 115V 60Hz(북미 지역),230V 50Hz(유럽지역, 오세아니아),
     220V-240V 50Hz(동남아시아)등 전세계 지역을 COVER하는 전압 사양이 있습니다.
 
  2) 저소음화, 저진동화
   - MOTOR를 사용하는 장소와 조건 등 품질 기준의 강화로 저소음과 저진동을 요구하고 있습니다.
   - 이런 조건을 만족하기 위하여 GEAR 가공의 고정밀화와 SKIVING절삭법을 채용하고,
     또 저소음화·저진동을 위하여 진동의 근원이 되는 ROTOR를 100% BALANCE 기계로
     확인하여 만들고 있습니다.

  3) 간편하게 사용
   - 사용하는 요구에 의해 최적의 설계 및 제작이 될 수 있도록 MOTOR 및 GEAR BOX를
     요구 사양에 맞추어 판매를 하기 때문에 간편하고 안전하게 사용 하실 수 있습니다.
   - 어디에나 어느 곳이나 사용되는 상용전원에 CONDESER를 연결하여 쉽게 구동하여
     동력원을 얻을 수 있습니다.
     삼상용 전원에는 CONDENSER가 필요하지 않으므로 MOTOR에 그대로 삼상전원을 연결하여
     구동시키면 쉽게 동력원을 얻을 수 있습니다.

모터의 용어 해설

(1) 電源에 대하여

  1) 交流 (AC : ALTERNATING CURRENT)
   - 교류는 직류와 달라서 +극과 -극이 일정한 시간적 주기를 가지고 서로 교차되도록
     전원에서 흘러내는 전류로서 전류 및 전압의 방향도 값이 일정한 주기를 가진 정현파가 되어
     변화 하는 것이고 정확히 시계의 추가 일정의 리듬으로 좌우로 왔다 갔다 하고 있는 것과 같습니다.

  2) 直流 (DC : DIRECT CURRENT)
   - 직류에는 전지와 같이 +극과 -극이 항상 일정한 전원에서 흘러내는 전류는 방향이 불변이고
     크기도 일정한 것입니다.
   - 전압의 방향도 일정합니다.
   - 직류 발생 장치로서는 건전지, 축전지, 직류발전기의 각종 정류기 등이 있습니다.

  3) 周波數 (FREQUENCY)
   - 주파수는 교류가 1초간에 반복한 주기의 수입니다.
   - 단위는 HERTZ(Hz)로 나타냅니다.
   - 우리 나라에서는 60Hz의 주파수가 표준으로 채용되고 있으며, 이것은 1초간에
     60회전류의 방향이 +에서 -로 변할 때 일시적 으로 전원은 정지하는 형태가 되어 전등은
     1초에 120회 꺼졌다 켜졌다 하는 것입니다.
     그러나 교류의 점멸은 빠른 속도이므로 사람의 눈으로 판별은 곤란합니다.

(2) 定格

   - MOTOR에 정해진 사용 조건에 적합하도록 설계되어있는 것으로 그 사용 조건에
     맞았을 때의 사용 한도를 정격이라고 합니다.
   - 출력에 대한 사용 한도를 정하는 전압, 전류, 회전수,주파수 등을 지정합니다.
     그것을 定格 出力, 定格電壓, 定格電流, 定格回轉數, 定格周波數라고 합니다.
   - 정격에는 연속정격, 단시간정격, 반복정격 등이 있으며, 당사에서 생산되는
     INDUCTION MOTOR는 연속정격이며, REVERSIBLE MOTOR는 단시간(30분) 정격입니다.

  1) 연속정격
   - 지정된 조건에서 계속하여 사용 할 때 규정된 온도상승과 제반 조건을 초과하지 않고
     연속 사용 가능한 것을 연속정격 이라고 합니다.

  2) 단시간정격
   - 지정된 조건으로 규정된 시간 동안 운전 할 때에 규정된 온도상승등 제반 조건으로
     초과하지 않고 사용하는 것을 단시간 정격이라고 합니다.
     단시간 정격은 5분, 10분, 15분, 30분, 1시간, 2시간의 6가지를 표준으로 합니다.
 
  3) 반복 정격
   - 지정된 조건에서 일정한 부하로 운전과 정지를 주기적으로 반복 사용할 때에
     규정된 온도상승 등 기타의 제반 조건으로 초과하지 않는 정격입니다.

(3) 出力

   - MOTOR가 단위 시간에 할 수 있는 일을 나타내며 회전수와 힘(TORQUE)을 곱한 값으로
     決定됩니다. 정격 출력 값을 MOTOR에 표시합니다.
    
     출력 = 1.027×10-5×T×N [WATTS]
 
     여기서 1.027×10-5 : 定數
            T          : TORQUE [g·cm]
            N          : 회전수 [rpm]
     1마력(HP)은 746 [WATTS] 입니다.

   - 정격 출력 : 지정된 전압, 주파수의 조건에서 연속적으로 발생되는 출력을 말합니다.
     이 지정된 전압, 주파수를 정격전압, 정격주파수라고 합니다.
     이때의 정격출력을 일반적으로 MOTOR의 출력이라고 합니다.

(4) TORQUE와 회전수

   - MOTOR의 TORQUE란 회전체를 돌리기 위한 회전력으로서 그 단위는 [g·cm]또는
     [kg·cm]가 사용됩니다. 미국의 경우 N·m, oz·in, lb·in를 사용합니다.
   - 1kg·cm의 TORQUE라는 것은 회전체의 반경이 1cm인 외주의 한점에서 직각 방향으로
     1kg의 힘을 가한 경우의 회전력입니다.

  1) 기동 TORQUE (그림1의 ①)
   - MOTOR가 기동할 때 발생되는 회전력으로 회전자 구속회전력 (LOCKED ROTOR TORQUE)
     라고도 하며, 시동TORQUE 라고도 합니다.
   - 이 회전력 보다 큰 힘을 MOTOR에 가하면 MOTOR는 회전되지 않습니다.

  2) 정동 TORQUE (그림1의 ②)
   - MOTOR가 낼 수 있는 회전력의 최대치로서 정동 회전력이라고 합니다.
   - 운전 중에 최대TORQUE 이상의 부하가 걸리면 MOTOR는 정지됩니다.

  3) 정격 TORQUE (그림1의 ③)
   - MOTOR가 정격 회전수 일때의 TORQUE 입니다.
   - MOTOR에 정격 전압을 가해 정격 출력을 연속적으로 낼 때의 TORQUE를 말합니다.

  4) 동기 회전수 (그림1의 ④)
   - 전원 주파수와 MOTOR의 극수로 결정되어지는 회전수입니다.

    
    
     여기서 NS : 동기 회전수 [rpm]
            P   : MOTOR의 극수
            f    : 전원 주파수 [Hz]
           120  : 정수
           rpm  : 1분당 회전수 (REVOLUTION PER MINUTE)
    
     예) 전원 주파수가 60Hz에서 MOTOR가 4극인 경우

     
    
     또, 전원 주파수가 50Hz이고 MOTOR가 4극인 경우
    
          이 됩니다.


  5) 무부하 회전수 (그림1의 ⑤)
   - MOTOR 출력 축에 아무것도 걸지 않고 MOTOR를 회전시켰을 때의 회전수로
     INDUCTION MOTOR나, REVERSIBLE MOTOR에서는 동기 회전수보다 약 20∼80[rpm] 정도
     낮게 회전됩니다.

  6) 정격 회전수 (그림1의 ⑥)
   - MOTOR에 정격 부하를 걸고 정격 출력을 낼 때의 회전수로 사용상 가장 이상적인 회전수입니다.
 
  7) SLIP
   - 회전수를 다른 방법으로 표현하는 것이며 다음 식으로 표시합니다.
    
    

     여기서   NS  : 동기 회전수 [rpm]
              N   : 임의 부하시 회전수 [rpm]
              S   : SLIP
    
     예를 들어 4극 60Hz의 INDUCTION MOTOR로 SLIP S=0.1로 운전시킨다면,
    
    

(5) 정마찰 TORQUE
  
   - 電 BRAKE, CLUTCH BRAKE등이 정지하고 있는 상태에서 부하를 HOLDING 할 때에
      내는 TORQUE입니다.

(6) 허용 TORQUE
   
   - MOTOR를 운전할 때에 사용할 수 있는 최대의 TORQUE를 말합니다.
      MOTOR의 정격TORQUE, 온도상승, 조합하는 GEARHEAD의 강도에 의해 제한됩니다.

(7) OVER RUN
   
   - 전원을 차단한 순간부터 정지하기까지 MOTOR의 초과회전을 각도(회전수)로 나타낸 것입니다.

(8) GEAR HEAD

  1) 감속비·GEAR HEAD가 MOTOR의 회전수를 감속하는 비율입니다.
   - MOTOR회전수는 GEAR HEAD 출력 축에서는 감속비 가 됩니다.
     GEAR HEAD 감속비에는 50Hz, 60Hz에서의 MOTOR 회전수의 차이에 대응하여
     GEAR HEAD의 출력축의 회전수를 동일하게 하기 위하여 3, 5, 7.5, 12.5, 15 ……
     라고 하는 계열과 그 1.2배의 감속비인 3.6, 6, 9, 15, 18 ……의 계열이 있습니다.

   - 50Hz지역에서 감속비 3인 경우와 60Hz 지역에서 감속비 3.6은 GEAR HEAD 출력축
     회전수가 거의 동일합니다. ·물론 50Hz지역이나, 60Hz지역이나 모든 GEAR HEAD를
     사용할 수 있습니다.

  2) 최대 허용 TORQUE
   - GEAR HEAD에 걸리는 최대의 부하 TORQUE입니다.
   - GEAR HEAD에 사용하고 있는 齒車, 軸受의 재질, 크기 등의 기계적 강도에 의해 정해지므로
     GEAR HEAD의 종류, 감속비에 따라 달라집니다.

  3) SERVICE FACTOR
   - GEAR HEAD의 수명을 추정할 때 사용하는 계수입니다.
   - 부하의 종류와 사용 조건에 대하여 수명시험등에 의하여 경험적으로 결정하는 수치입니다.

  4) 전달 효율
   - MOTOR에 GEAR HEAD를 접속하여 TORQUE를 증폭시킬 때의 효율로서 %로 표시합니다.
     GEAR HEAD에 사용하고 있는 軸受, 齒車의 마찰 및 윤활유의 저항 등으로 결정됩니다.
   - 전달효율을 GEAR HEAD 감속단수 1단당 대략 90%로 되어 2단은 81%이며,
     감속비가 커지면 감속단수가 증가되어 3단의 전달효율은 73%, 4단의 전달효율은 66%,
     5단의 전달효율은 59%로 저하됩니다.

  5) OVER HUNG 하중
   - GEAR HEAD 출력 축에 직각 방향으로 걸리는 하중입니다.
   - GEAR HEAD에 걸리는 OVER HUNG 하중의 최대치를 허용OVER HUNG 하중이라고 하고
     GEAR HEAD의 종류 및 SHAFT 선단에서의 거리에 따라 달라집니다.
   - BELT 구동일 때의 장력 등이 이것에 해당됩니다.

  6) THRUST 하중
   - GEAR HEAD 출력 축에 축방향으로 걸리는 하중입니다.
   - GEAR HEAD에 걸리는 THRUST 하중의 최대치를 허용 THRUST 하중이라하고
     GEAR HEAD의 종류에 따라 달라집니다.

모터 온도 상승에 대하여

(1) MOTOR의 온도상승과 절연
  
   - MOTOR에 전류를 흐르면 열이 발생됩니다. 그것은 COIL이나 도체의 저항에 의해 MOTOR의
     통전부에 발생되는 동손, 자력선이 지나갈 때의 철심재료의 저항, 철심을 자화시키기
     위하여 철심 부에 발생되는 철손에의한 전기적 손실 입니다.
   - 마찰손이라고하는 축수, 공기등 마찰에 의한 기계적 손실로 인하여 발열이 됩니다.

   - MOTOR에 발생된 열의 일부는 MOTOR내에 축적되고, 그 밖에는 복사, 대류, 전도 등에
     의해서 외부로 방산 됩니다.
  
   - MOTOR가 운전 중에는 MOTOR내부에서 발생된 열 손실과 밖으로 방산 되는 열과의 차를
     온도상승이라고합니다.

   - MOTOR가 운전중 온도상승이 되어 열이 발생되면 온도가 가장 높은 곳은 권선 부가됩니다.
     따라서 MOTOR의 사용 한계는 주위온도와 MOTOR의 온도상승에 의해 제한됩니다.

   - 각 절연계급에 의한 MOTOR의 사용온도한계는 아래 표와 같습니다.

절연의 종류	내용	허용최고온도	비고
Y종	목면, 견, 지등의 재료로 구성. 바나스류에 함침 또는 기름에 침투시키지 않은 것.	90℃
A종	Y종과 같은 재료로 구성. 바니스류에 함침 또는 기름에 침투시킨 것.	105℃
E종	에나멜선용 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지 면 적충품, 종이 적층품	120℃
B종	마이카, 석면, 그라스섬유 등의 접착 재료를 이용하여 구성한 것.	130℃
F종	B종과 같은 재료를 실리콘 알키드 수지 등의 접착재료를 이용하여 구성한 것.	155℃
H종	B종, F종과 같은 재료를 규소 수지 또는 동등의 성질을 가진 재료로 함께 사용한 것.	180℃
C종	생마이카, 석면, 자기 등으로 단독적으로 구성된 것 또는 접착재료와 함께 사용한 것.	180℃ 초과

   - MOTOR가 운전 중에는 온도상승으로 온도가 높아지게 되나 위의 표 허용최고온도
     이상은 올라가지 않도록 설계되어 있습니다.
  
   - 당사의 표준MOTOR의 절연계급은 대다수가 E종으로 되어 있으며,
     UL 인증용 MOTOR는 A종으로 되어 있습니다.
     또 INDUCTION MOTOR는 연속으로 사용하여 운전시작 2∼3시간정도 운전하면 온도가
     포화되어 규정된 온도이하로 일정하게 나타납니다. REVERSIBLE MOTOR는 연속적으로는
     30분 정격이나, 부하조건이나 운전조건(ON-OFF 운전등)등에 따라 운전시간이 다르게 되어
     규정된 온도이하로 사용된다면 운전시간을 연장하여 사용할 수 있습니다.

(2) 사용주위 온도
 
   - MOTOR를 사용할 때에는 주위온도가 -10°C에서 +40°C의 범위에서 사용하여 주십시오.
     사용온도를 초과하는 장소나 SET에서 사용하는 경우에는 MOTOR를 운전한 후의
     온도 상승에 의한 온도가 주위온도에 더해져 권선부 COIL의 열화와 BALL BEARING의
     수명이 현저하게 떨어집니다.
     또한 주위온도 가 너무 낮은 곳에서 사용하여도 주로 기동 특성이 문제가 됩니다.
     더불어 GEAR HEAD의 윤활 GREASE와 BALL BEARING 의 주도가 저하되어
     마찰 TORQUE의 증대로 인하여, 기동이 되지 않거나 기동하는데 있어서 시간이 걸립니다.

(3) MOTOR의 온도상승 측정 방법

   - HOUSING (MOTOR CASE)의 중앙부에 온도타점계의 열전대 (THERMMCOUPLE)를 부착하여
     MOTOR를 운전시켜 HOUSING부 의 온도가 포화되었을 때 온도를 측정하여 주위온도와의
     차를 온도상승이라고 하고 단위는 deg로 하고 있습니다.

   - 일반적으로 MOTOR에서 온도가 가장 높은 부분은 권선 부입니다.
     권선 부의 최고 허용온도가 절연재료의 종류에 의해 K.S규격으로 규정되어 있습니다.

   - 온도상승을 구하는 계산법은 다음과 같습니다.
    
    

     여기서  R1 : 온도상승 시험전의 권선저항
             R2 : 온도상승 시험후의 권선저항
              t1 : 온도상승 시험전의 주위온도
              ta : 온도상승 시험후의 주위온도
           234.5 : 동선의 온도계수

  - MOTOR를 빈번하게 기동, 정지하거나, 회전방향을 전환하거나,
    BRAKE장치에 의해 순간정지를 빈번하게 반복하면 MOTOR의 온도상승은 더욱 높아집니다.
    MOTOR의 온도는 낮을수록 수명에 유리합니다.

  - MOTOR 운전 중에 HOUSING (MOTOR CASE)의 표면온도가 다소 높아지게 되고
    경우에 따라서 90℃정도 되는 경우가 있지만, 이상은 아닙니다.
    따라서 부주의로 MOTOR에 접촉 한다든지 가연성 물질을 가까이 놓으면 사고를
    초래 할 수 있으므로 주의하여 주십시오.

(4) 과열 보호 장치

   1) THERMALLY PROTECTED TYPE

    - MOTOR를 사용 중에 과부하로 운전되거나, 어떠한 불의의 경우로 MOTOR가
     구속되어 과열되었을 때 보호하기 위하여 온도 과열 보호 장치인
      T/P (THERMALLY PROTECTED)를 권선부에 내장한 제품도 있으며,
      UL 규격 인증품, CE MARK가 부착된 제품이나, 유럽 전압(220V 240V 50Hz) 제품은
      과열 보호를 위하여 T/P가 내장되어 있습니다.

    - 이T/P는 열을 감지하는 바이메탈을 채용하여 더욱 접점의 개폐 동작이 빠르며,
      이상 온도시 회로를 차단 한 후에 온도가 정상적으로 돌아오면 자동적으로 복귀하는
      자동 복귀형 TYPE입니다.

    - 당사에서는 T/P를 T.I사 제품의 120℃±5℃ (T.I사 17AM031A5-4 OR 7AM031A5-4)를
      사용하고 있습니다.

    - 당사의 취부 SIZE □70mm, □80mm, □90mm의 MOTOR에 사용되며,
      UL 규격 인증용 MOTOR와 CE MARK용 MOTOR 및 220∼240V(230V) 50Hz용 MOTOR에는
      T/P가 내장되어 있으며, NAME PLATE에 “THERMALLY PROTECTED"라고 표기되어 있습니다.

    - 또한 내수용 제품에도 T/P라고 표시되어 있는 기종은 THERMALLY PROTECTED TYPE으로
      T/P가 내장되어 있습니다.

   2) IMPEDANCE PROTECTED TYPE

    - IMPEDANCE PROTECTED MOTOR는 권선의 IMPEDANCE를 크게 하여,
      MOTOR가 구속 되었을 때에도 전류(입력)의 증가가 적도록 하여, 온도상승이
      허용 최고 온도 이상 넘지 않도록 설계되어 있습니다.
      UL에서의 A종 구속시 허용 온도는 150°C입니다. (당사의 UL인증용MOTOR는 A종입니다.)

    - MOTOR NAME PLATE에 “IMPEDANCE PROTECTED"라고 표시하며,
      또는 “ZP"라고 표시하기도 합니다. 당사의 쬑60mm MOTOR의 UL 인증품 MODEL이 해당됩니다