전기공사산업기사 벡터도 등 — 3상 직권 정류자전동기의 중간 변압기와 특성

3상 직권 정류자전동기는 고정자에 1차 권선을, 회전자에 정류자 권선(2차 권선)을 두고 두 권선을 직렬로 접속한 전동기다. 고정자에는 P극이 되는 3상 분포권선을 감고, 회전자는 직류기의 전기자와 거의 같은 구조로 만든다. 브러시는 3상이므로 전기각 2π/3(120°) 간격으로 정류자 위에 배치한다.

중간 변압기는 고정자 1차 권선과 직렬로 접속하는 변압기다. 권수비를 바꾸어 정류자 권선에 가해지는 전압을 조정하면 회전 속도나 토크 특성을 조절할 수 있어 넓은 범위의 속도 제어가 가능해진다. 직권 특성을 만들려면 같은 전류가 흘러야 하므로 접속은 직렬이어야 한다.

직권 정류자전동기는 계자권선이 전기자와 직렬이므로 계자에 흐르는 전류가 곧 부하전류 I이고, 자속 Φ도 I에 비례한다. 브러시에 의해 단락되는 코일에는 교류 자속의 변화 때문에 변압기 전압 et가 유도되는데, 그 크기는 자속에 비례하므로 et ∝ Φ ∝ I가 된다. 따라서 부하전류가 증가하면 et도 증가한다.

이 개념은 전동기의 구조, 중간 변압기의 접속과 목적, 부하전류에 따른 전압 변화를 함께 묻는다. 접속이 직렬인지 병렬인지, 전압이 전류와 비례하는지 반비례하는지를 가리는 것이 문제의 갈림길이다.