공조냉동기계기사 전기자반작용과 정류 및 전압변동 — 자속 왜곡·중성축·토크

전기자에 전류가 흐르면 그 전류도 자기장을 만든다. 이 자기장이 계자가 만든 주 자속을 왜곡하는 현상을 전기자반작용이라고 한다. 전기자반작용이 일어나면 자속의 분포가 치우쳐 중성축이 이동하고, 정류가 어려워져 섬락이 생기며, 기전력이 변한다.

전기자반작용의 결과로 전동기의 속도가 낮아지는 것을 들면 안 된다. 속도 저하는 부하가 커질 때 나타나는 운전 특성이고, 전기자반작용이 자속을 왜곡해 생기는 직접적인 현상이 아니다. 전기자반작용은 어디까지나 자속의 왜곡과 그에 따른 정류·기전력 문제로 묶어 이해한다.

전동기의 토크는 자속과 전기자 전류의 곱에 비례한다. 자속이 80%로 줄고 전기자 전류가 120%로 늘면 토크는 처음의 0.8×1.2=0.96배가 된다. 처음 토크가 50kg·m이면 50×0.96으로 48kg·m다. 두 변화를 더하거나 빼면 안 되고 곱해야 한다.

발전기에서 유도기전력의 방향을 알려면 플레밍의 오른손 법칙을 쓴다. 도체가 자기장 속에서 운동해 기전력을 만드는 발전기의 원리와 맞는 법칙이다. 전동기의 힘의 방향을 다루는 왼손 법칙과 구분한다.

직권전동기는 계자와 전기자가 직렬로 이어져 토크가 커지면 속도가 낮아진다. 토크가 커져도 출력이 대체로 일정해지므로 전차나 기중기처럼 큰 기동 토크가 필요한 곳에 쓴다. 직류전동기는 계자 전류를 조절해 자속을 바꿀 수 있어 속도 제어가 비교적 간단하고 기동 토크가 크다는 장점도 있다.