개념 한 쪽
전기공사산업기사 원리 등 — 단상 직권 정류자 전동기
단상 직권 정류자 전동기는 교류 전원으로 돌아가면서도 직류 직권 전동기와 같은 원리와 특성을 가진다. 지권 정류자전동기는 계자와 전기자의 자기 결합을 이용하며, 전기자 권수를 계자 권수보다 많게 감는 이유를 함께 구분해야 한다.
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뜻
단상 직권 정류자 전동기는 가정용 선풍기와 믹서기처럼 교류 전원으로 돌아가는 정류자 전동기이다. 여기서 직권은 계자와 전기자를 직렬로 연결했다는 뜻이다. 직류 직권 전동기도 계자와 전기자를 직렬로 연결한 구조이므로 두 전동기의 회로 구성은 완전히 같다.
교류에서는 매 반주기마다 계자와 전기자의 전류 방향이 함께 바뀐다. 두 전류 방향이 동시에 바뀌므로 토크 방향은 그대로 유지된다. 그래서 단상 직권 정류자 전동기는 직류 직권 전동기의 원리를 교류에 그대로 적용한 전동기로 볼 수 있다.
분권은 계자를 전기자에 병렬로 연결한 방식이다. 가동복권과 차동복권은 직권과 분권을 조합한 방식이다. 이들은 접속 구조가 직권과 다르므로 단상 직권 정류자 전동기와 같은 원리로 묶지 않는다.
단상 지권 정류자전동기는 계자 권선과 브러시로 단락된 전기자가 변압기의 1차와 2차처럼 자기 결합되어 도는 전동기이다. 이 전동기는 전기자 권수를 계자 권수보다 많이 감는다. 전기자 권수가 많으면 주자속을 작게 잡아도 충분한 기전력이 얻어져 자화전류가 줄고 역률 저하를 막는다. 회전으로 생기는 속도 기전력을 크게 하고, 작은 주자속과 큰 전기자 전류로 토크를 늘리는 효과도 얻는다.
반면 변압기 기전력은 주자속의 변화로 전기자에 유기되는 기전력이다. 이 기전력이 커지면 정류 불량과 스파크의 원인이 되어 오히려 해롭다. 따라서 변압기 기전력을 크게 하는 것은 전기자 권수를 많게 하는 이유가 되지 않는다.
예제
직류 직권 전동기와 원리가 겹친다고 보는 전동기를 고르는 문제에서는 계자와 전기자를 직렬로 잇는 접속 방식이 같은 직류 직권 전동기를 찾는다. 분권은 계자를 전기자에 병렬로 연결한 것이고, 가동복권과 차동복권은 직권과 분권을 조합한 것이므로 원리가 같다고 보지 않는다.
지권 정류자전동기에서 전기자 권수를 계자 권수보다 많게 하는 이유를 고르는 문제에서는 역률 개선, 속도 기전력 증대, 토크 증가를 이유로 잡는다. 변압기 기전력 증대는 정류 불량과 스파크를 부르는 쪽이므로 이유가 아닌 항목으로 소거한다.
자주 묻는 물음
- 단상 직권 정류자 전동기의 원리는 무엇과 같은가?
- 계자와 전기자를 직렬로 연결한 구조이므로 직류 직권 전동기와 같은 원리와 직권 특성을 가진다.
- 교류에서도 단상 직권 정류자 전동기의 회전 방향이 유지되는 까닭은 무엇인가?
- 매 반주기마다 계자와 전기자의 전류 방향이 함께 바뀌어 토크 방향이 유지된다.
- 지권 정류자전동기에서 전기자 권수를 계자 권수보다 많게 하는 이유는 무엇인가?
- 주자속을 작게 잡아도 충분한 기전력이 얻어져 자화전류가 줄고 역률 저하를 막으며, 속도 기전력과 토크를 키운다.
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