[전기 이론] 전동기의 종류

 전동기는 작동방식 따라 매우 다양한 종류로 나눌 수 있으며 크게 다음 그림과 같이 나눌 수 있다.

전동기 종류

 

1. 직류 전동기

 

 1-1) 브러시 전동기

  - 고정자와 회전자로 구성되어 있으며 고정자는 계자극과 프레임으로 되어 있으며, 스크류나 볼트로 프레임이 고정되어 있다. 회전자의 경우 전기자, 정류자, 브러시로 구성되어있다.

  - 동일 방향의 회전 토크를 얻기 위해서 외부에서 공급되는 직류 전류를 교류로 바꿔주기 위해서 정류자와 브러시가 있다.

  - 고정된 브러시에 정류자가 접촉하여 회전하기 때문에 마모, 분진, 소음 등의 문제가 발생한다.

 

  1-1-1) 직권 전동기

   - 계자극 권선과 전기자 권선이 직렬로 연결된 직류 전동기

   - 기동 토크가 크며, 부하가 적어지면 속도는 상승하기 때문에 완전 무부하 시에 속도가 매우 빨라지기 때문에 위험

   - 제어용으로 부적합하고 크레인, 전동차에 이용

 

  1-1-2) 분권 전동기

   - 계자극 권선과 전기자 권선이 병렬로 연결된 직류 전동기

   - 부하변동에 따라 속도변화가 작다.

   - 정속도로 운전되기 때문에 컨베이어 벨트 등에 이용

 

  1-1-3) 복권 전동기

   - 전기자 권선과 직렬 및 병렬로 연결된 계자극 권선을 가지는 직류 전동기

   -  직권, 분권 전동기의 장점을 둘 다 가지기 때문에 기동 토크가 크고, 정속도 운전도 가능하여 엘레베이터 등에 이용

 

  1-1-4) 타여자 전동기

   - 전기자 권선과 계자극 권선이 별도로 분리되어 있는 직류 전동기

   - 큰 출력을 요하는 산업용 공작기계에 이용

 

직류 전동기 종류 / 출처 : 전기넷

 

 1-2) 브러시리스 전동기 : 전자 스위칭 기술을 이용하여 브러시를 없애 전동기로 회전마찰에 의한 열발생 감소와 브러시 마모가 발생하지 않는다.

 

2. 교류 전동기

 

 2-1) 유도 전동기

 

  2-1-1) 단상 유도 전동기 : 고정자와 회전자로 구성되어 고정자 권선이 단상인 전동기이다. 3상과 다르게, 단상 고정자 권선에서는 교류가 흐르면 교번 자기장만이 발생되어 회전자에 기동 토크가 발생하지 않아 별도의 기동장치가 필요하다.

 

   2-1-1-1) 반발기동형

    - 유도전동기의 고정자는 단상의 주권선이 감겨 있고 회전자는 직류전동기의 전기자와 같은 권선과 정류자로 구성

    - 고정자가 여자되면 단락된 회전자권선에 전압이 유기되고 이때의 전압에 의해 전류가 흐를 수 있게되어 전류로 자기장이 형성되어 고정자 권선이 만드는 자기장과 상호작용으로 서로의 반발력이 발생

 

   2-1-1-2) 콘덴서 기동형 : 기동을 위한 권선회로에 직렬로 콘덴서를 연결해서 주권선의 지상전류와 콘덴서의 진상전류의 위상차가 발생

 

   2-1-1-3) 분상기동형

    - 권선이 주권선과 기동권선으로 나누어져 기동 시에만 기동권선이 연결

    - 전압이 가해지면 리액턴스가 큰 주권선에 흐르는 전류는 리액턴스가 작은 기동권선으로 흐르는 전류보다 위상이 뒤지게 된다.

 

   2-1-1-4) 셰이딩코일형 : 1차 권선에 전압이 가해질 경우, 자극철심 내 교번자속에 의해 셰이딩코일에 단락전류가 흐르게 되어 한쪽 부분의 자속을 방해하도록 작용하여 한 쪽 부분의 자속은 다른 부분의 자속보다 시간적으로 늦어져 이동자계가 형성

 

  2-1-2) 3상 유도 전동기 : 고정자와 회전자로 구성되어 고정자 권선이 3상인 전동기이다.

 

   2-1-2-1) 농형 유도전동기

    - 회전자는 구리나 알루미늄 환봉을 도체 철심 속에 넣어 양쪽 긑을 원형측판에 의해 단락시킴

    - 회전자의 구조가 튼튼하고 운전 성능이 좋음

 

   2-1-2-2) 권선형 유도전동기

    - 회전자에도 3상의 권선을 감고, 각각의 단자를 슬립링을 통해서 저항기에 연결

    - 구조가 농형보다 복잡

 

 2-2) 동기 전동기

  - 고정자와 회전자로 구성되어 고정자는 유도 전동기와 같지만, 회전자는 자극과 여과 권선으로 되어 있다. 이 권선에 브러시와 슬립링을 통하여 직류 전류를 공급하여 자극을 여자하게 되는 방식

  - 고정자 권선에는 흐르는 교류에 의하여 발생되는 회전 자기장 속에서 직류 전류에 의하여 여자된 회전자에 토크가 발생하여 회전한다.

  - 전원 주파수와 극수로 결정되는 속도로 완전 동기되어, 정확히 일정한 속도로 회전

  - 여자용 직류 전류가 필요

  - 상에 따라 단상과 3상으로 나눌 수 있다.

 

개인 공부를 위한 게시물로 틀린 내용을 포함할 수 있는 점 참고 부탁드립니다.