1. 전기 기기 > 2. 직류 전동기 > 1. 직류 전동기의 출력

1. 전기 기기 > 2. 직류 전동기 > 1. 직류 전동기의 출력

 

 

1. 직류 전동기의 원리

 

1) 전동기는 전기 에너지를 기계적인 회전 운동으로 변환하는 기기로서 그 원리와 구조는 직류 발전기와 같다

 

2) 계자 권선에 의해서 발생한 자속과 전기자 권선에 전류가 흐르며 생기는 자속에 의하여 반발력, 흠인력에 의한 회전력(토크)이 발생하며 이때 회전 방향은 플레밍의 왼손 법칙에 따른다.

 

3) 발전기는 플레밍의 오른손 법칙, 전동기는 플레밍의 왼손법칙에 따른다.

 

 

2. 회전력 (토크, torque)

 

1) 1 kg*m 의 토크란 회전축에서 1m 떨어진곳에 1kg의 물체가 중력으로 인하여 회전하는 힘이다.

 

2) 토크의 단위는 kg*m 나 N*m를 사용한다

 

 

3. 전동기의 토크 산출식

 

1) 토크의 사용 단위는 사용자의 편리성에 따라 kg*m 나 N*m를 사용한다

 

2) 

 

T = P[W] / ω (오메가 rad/sec) = E * Ia / ( 2 π n) = 60 * E * Ia /   [N*m]

 

T = 60 * P / ( 2 π N)  [N*m] * 1/9.8 = 0.975 * P / N [kg*m]

 

N: 회전수 rpm

 

 

4. 직류 전동기의 역기전력

 

1) 직류 전동기는 인가되는 전력 에너지를 토크로 변환시키고 전동기 축을 회전시킴으로 기계적 에너지인 회전 운동 에너지로 변환하는 기기이다.

 

2) 이때 전동기가 회전하면서 회전자 도체가 계자의 자속을 끊으면 발전기의 원리와 동일하게 기전력을 유기시킨다.

 

3) 이 기전력은 전동기에 가한 입력 전압의 극성과는 반대로 유기되므로 이를 역기전력이라고 한다.

 

4) 전동기에 발생하는 역기전력의 크기와 단자 전압과의 관계

 

-역기전력의 크기 

 

E = pz ΦN / 60 a [V] = k Φ n [V]

 

N: rpm (분당회전수), n: rps (초당회전수)

 

-역기전력과 단자 전압

 

E = V - Ia Rs [V]

 

-전동기의 부하가 증가하면 전동기가 속도가 감소하게되고 역기전력의 크기도 감소하게 된다

 

-역기전력이 감소하게 되면 전기자 전류 Ia가 증가하게 되는데 이는 전기적 입력이 증가한다고 볼 수 있다.

 

-전동기 입력: Pi = V I [W]

-전동기 출력: Po =  E Ia [W]

 

 

5. 직류 전동기으 회전수 (속도)

 

직류 전동기의 역기전력은 E = k Φ n [V] 식에서 전동기의 회전수 n에 비례 관계가 있다.

 

n = E /  k Φ = K * E / Φ = K * (V - IaRa) / Φ [prs]

 

K = 1/k = 60 a / p z 를 갖는 정수이다