2. 유도전동기의 회전 원리(1)

2. 유도전동기의 회전 원리(1)


전동기는 전기를 넣어주면 회전하는 기기이다. 자기장(B)이 형성되어 있고 전류(I)가 흐르면 자기력(F)이 발생하면서 코일이 회전하게 된다. 이 때 코일에 전류를 공급하는 방식에 따라 직류전동기와 유도전동기로 나눌 수 있다. 직류전동기는 회전하는 코일에 전류를 직접 공급하는 방식이고 유도전동기는 회전하는 코일에 전류를 유도시켜서 공급하는 방식이다. 유도전동기에서는 어떤 방식으로 코일에 전류를 유도시키고 코일이 회전하게 되는지 알아보자.

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1. 전동기의 회전 원리
2. 유도전동기에서 코일에 전류를 공급하는 방법 (유도전류를 공급하는 방법)
3. 유도전동기의 원리
4. 유도전동기의 회전 순서

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1. 전동기의 회전 원리

앞에서 알아보았듯이 N극과 S극 자석이 자계(B)를 형성하고 있고 코일에 전류(I)가 흐르면 자기력(F)이 발생한다.
이 때 플레밍의 왼손 법칙을 이용하면 자기력(F)의 방향을 쉽게 알 수 있다.
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전동기(Motor)의 회전 원리

아래 그림에서 플레밍의 왼손 법칙을 이용하면 N극 쪽 코일은 자기력이 아래 방향, S극 쪽 코일은 자기력이 위 방향을 향하고 있으므로 코일이 반시계 방향으로 회전하게 된다.

전동기 원리

이 때 코일에 전류를 공급하는 방식에 따라서 (1)직류전동기와 (2)유도전동기로 나눌 수 있다.

직류 전동기, 유도 전동기

(1)직류전동기 - 코일에 전류를 직접 공급한다.

(2)유도전동기 - 코일에 전류를 유도해서 공급한다.

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2. 유도전동기에서 코일에 전류를 공급하는 방법 (유도전류를 공급하는 방법)

유도전동기는 직류전동기와 다르게 코일에 전류를 유도시켜서 공급하게 된다.

코일에 전류를 유도시키기 위해서는 두 가지 조건이 필요하다.
(1) 코일이 단락되어 있어야 한다.
(2) 단락된 코일을 지나는 자기장의 크기가 계속 변해야 한다.



(1) 코일이 단락되어 있어야 한다.

코일 단락 상태

(2) 단락된 코일을 지나는 자기장의 크기가 계속 변해야 한다.
-> 고정되어 있던 자석의 위치를 계속 변화시키면 코일을 지나는 자기장의 크기를 변화시킬 수 있다.

자기장 크기, 방향 변화

(1)조건인 코일 단락은 어렵지 않지만 (2)조건인 자기장의 변화를 위해 자석의 위치를 계속 변화시키기는 어렵다.
자석의 위치를 계속 변화시키지 않고 자기장을 쉽게 변화시킬 방법이 필요하다.
-> 교류전류를 공급하면 된다.





교류전류를 공급하면 어떻게 자석을 회전시키는 효과를 줄까?

회전자와 고정자를 간단히 표현하면 아래와 같다.

고정자 a,b,c 에 3상 교류전류를 공급한다고 생각해보자. 3상 교류전류 i(a), i(b), i(c)는 각각 시간에 따라 다른 크기와 방향을 가지고 있다. 각각의 전류 i(a),i(b),i(c)는 자기장을 만든다.
(전류가 발생하면 자기장이 생기고, 자기장이 발생하면 전류가 생긴다.)
전류의 크기와 방향이 시간마다 달라지므로 자기장 또한 시간마다 달라지게 된다. 3상 교류전류를 a,b,c에 공급했을 뿐이데 마치 자석을 회전시켜 자기장을 변화시키는 것과 같은 효과를 주게 된다.