공조냉동기계산업기사 직류전동기의 속도제어법 — 전압·저항·계자 제어

직류전동기의 속도는 n∝(V-IaRa)/Φ이다. 전압 제어는 계자 자속을 일정하게 둔 채 전압 V를 바꾼다. 저속부터 넓은 범위까지 속도를 조절할 수 있고 운전 효율이 양호하며, 토크 특성도 유지된다. 속도제어의 범위와 효율을 함께 묻는 문제에서는 전압 제어를 고른다.

저항 제어는 직렬저항제어로도 불리며, 저항 손실이 커 효율이 나쁘다. 계자 제어는 계자 자속 Φ를 바꾸는 방식으로, 주로 속도를 높이는 쪽에 쓰이며 토크가 감소하고 속도 상승에 한계가 있다. 병렬저항제어는 일반적인 속도제어 방법으로 쓰이지 않는다.

워드레오너드 방식은 직류 발전기와 직류 전동기를 조합해 발전기 출력으로 전동기의 전기자 전압을 0에서 정격 전압까지 연속적으로 제어한다. 정지 레너드 방식도 같은 전압 제어 계열이다. 넓은 범위를 정밀하게 제어해야 할 때 발전기를 이용하는 이 방식을 지목한다.

직권전동기의 토크는 전류의 제곱에 비례한다. 부하전류가 100A에서 50A로 절반이 되면 토크는 1/4로 줄어든다. 10N·m에서 시작했다면 2.5N·m가 된다. 전류와 토크가 선형으로 비례한다고 보면 답이 어긋난다.

전기자 반작용은 자속 분포가 왜곡되어 중성축이 이동하고 자속이 약화되는 현상이다. 전기자 기자력 자체를 증대시키는 것은 반작용의 결과가 아니다.

직류기의 철심을 규소강판으로 성층하는 것은 철심 안의 맴돌이 전류 경로를 끊어 와류손을 줄이고, 자화가 반복될 때 생기는 히스테리시스손도 줄이기 위해서다. 브러시는 정류자와 접촉해 회전하는 전기자 권선과 외부 회로를 연결하는 역할을 한다.