공조냉동기계산업기사 직류전동기의 출력, 토크, 속도 — 부하-속도 특성과 용도

직류전동기의 속도는 n∝(V-IaRa)/Φ로 표현된다. 부하가 늘면 전기자 전류 Ia가 커지는데, 이때 계자 자속 Φ가 어떻게 변하느냐에 따라 속도의 방향이 달라진다.

차동복권전동기는 직렬권선의 자속이 병렬권선의 자속을 상쇄한다. 부하가 증가하면 상쇄 효과가 커져 전체 자속 Φ가 감소하므로 속도는 오히려 증대된다. 타여자전동기와 분권전동기는 부하 증가 시 속도가 감소하고, 가동복권전동기는 그 중간 특성을 보인다.

분권전동기는 부하가 변해도 속도가 비교적 일정하게 유지되는 경성 특성을 가진다. 압연기, 제지기, 송풍기처럼 일정한 속도가 필요한 설비에 적합하다. 반면 기중기는 정지 상태에서 큰 기동 토크를 필요로 하는데, 분권전동기는 기동 토크가 상대적으로 작아 이 용도에는 적합하지 않다. 큰 기동 토크가 필요한 곳에는 직권전동기가 쓰인다.

워드레오너드 방식은 직류 발전기와 직류 전동기를 조합한 G-M 방식이다. 발전기의 출력을 변화시켜 전동기의 전기자 전압을 조절하므로 속도 제어 가운데 전압 제어에 속한다. 전압 제어법은 속도 조절 범위가 넓고 운전 효율이 양호하다.

전동기의 회전방향과 전자력은 플레밍의 왼손법칙으로 결정된다. 왼손의 엄지는 힘, 검지(둘째손가락)는 자계, 중지는 전류의 방향을 가리킨다. 발전기에 적용하는 오른손법칙과 손가락의 역할을 혼동하지 않는다.

브러시에 탄소를 쓰는 것은 접촉 저항이 커서 스파크를 억제하고 정류를 안정시키는 데 유리하기 때문이다. 탄소는 구리보다 고유 저항이 크지만, 재료 선택의 주된 근거는 접촉 저항 특성이다.