전동기의 종류

전동기의 종류

 

전동기에는 유도 전동기, 직류 전동기, 동기 전동기, 정류자 전동기가 있어, 각각의 동작 특성은 완전히 다르고, 용도나 목적에 따라 구분된다. 이들 전동기는, 직류 전원으로 구동하는 「직류 전동기」, 교류 전원으로 구동하는 「유도 전동기」, 대형 전동기에 적합한 「동기 전동기」외, 특수 용도용으로서 보급되고 있는 「정류자 전동기」 등이 있다.

 

건축물의 전기 설비 분야에서는, 환기 팬에 유도 전동기가 널리 사용되고 있고, 비상용 발전기 등은 동기 전동기가 이용되고 있다. 여기서는 전동기의 구조, 종류에 따른 특성이나 용도의 차이, 전동기의 보호 방식 등을 중심으로 전기 설계의 실무에 대해 설명한다.

 

직류전동기의 구성

전동기의 종류

직류 전동기

직류 전원이 필요하고, 동작시에 브러시가 마모되어 가기 때문에 정기 메인터넌스가 필요하게 되지만, 속도의 자동 제어의 정밀도가 높다는 이점이 있다. 범용 전동기로서 채용되는 것은 아니지만, 기중기나 윈치, 전기 철도용 전동기로서 사용되고 있다.

 

전원의 전압이 높아지면 회전 속도가 빨라지는 간단한 구조이기 때문에 속도 제어가 간단합니다. 극성을 반전시키면 역방향으로 회전시킬 수도 있다. 직류 전동기는, 모터부를 회전시킴으로써 발전하기 때문에, 발전기로서 사용할 수 있다.

 

브러시를 인버터로 대체하여 마모 부품을 저감한 「브러시리스 직류 전동기」라고 불리는 전동기가 개발되고 있어 점유율이 넓어지고 있다. 높은 속도 응답성이나 효율을 유지하고 있지만, 제어 기판이나 마이크로 컴퓨터, 인버터 비용이 크기 때문에, 모든 직류 전동기로 치환되어 있는 것은 아니다.

 

유도 전동기

유도 전동기는 저렴하고 구조가 간단하고 견고하며 유지 보수 점검이 용이하다는 많은 이점이 있습니다. 전동기의 제조업자가 많기 때문에, 발주 후의 제작 기간이 비교적 짧고, 일부에서는 즉납 대응도 가능하다는 점도 평가된다. 채용 실적도 매우 많고 널리 보급되고 있는 전동기이다.

반면, 역률이 나쁘다는 단점이 있으므로, 진상 콘덴서 등을 부설하여 역률 개선을 행하면, 보다 에너지 절약에 운용할 수 있다.

 

보통 바구니형 유도 전동기는 3.7kW 이하, 특수 바구니형 유도 전동기는 5.5kW 이상에 적용된다. 0.2kW의 소형 전동기부터 500kW를 넘는 초대형 전동기까지 폭넓게 생산되고 있다. 소형의 것은 3상 200V나 3상 400V로 구동하지만, 100kW를 넘는 대형 전동기에서는 3,300V나 6,600V의 고압 전력으로 직접 구동시키는 경우도 있다.

 

소형의 유도 전동기라면, 교류 전원을 직접 가하는 「전압 전압 시동」이라고 하는 방법으로 시동할 수 있지만, 대형의 유도 전동기에서는, 전전압 시동을 하면 시동 전류가 지나치게 커져 버려, 전압 강하가 발생 설비 전체의 전압이 저하됨으로써 악영향을 미칠 수 있다. 악영향을 방지하기 위해, 스타 델타 시동이나 콘돌파 시동 등 시동 장치를 이용하여 전동기를 시동시킨다.

 

동기 전동기

회전 자계에있는 동안 자석을 회전시키고 전원 주파수에 동기하여 회전합니다. 전원 주파수에 동기 할 수 없으면 안정된 회전을 기대할 수 없다. 주로 화학공장이나 시멘트밀용 등 대규모 전동기용으로 채용 실적이 많은 전동기이다. 역률이 좋고, 대용량의 전동기에 적합하다. 계통의 역률 조정을 실시하는 것도 가능하다.

 

동기 전동기는 구조가 복잡하고, 보수 점검의 코스트 업으로 이어지는 것, 고가인 것 등, 단점도 있다. 시동 전류가 크기 때문에 시동기가 없으면 운전을 시작할 수 없다는 점에주의가 필요합니다. 동기 전동기는, 허용 이상으로 부하가 커지면, 동기 속도를 유지할 수 없게 정지하는 「동기 어긋남(탈조)」이라는 현상이 발생한다.

 

정류자 전동기

속도 제어가 용이하고, 전력 손실을 작게 억제하고, 저속에서도 높은 역률을 유지할 수 있는 전동기이다. 유도 전동기에 비해 가격이 매우 높고 정류자의 보수 점검이 복잡하고 비용이 높아진다. 대출력 송풍기 등 특수 용도용 전동기로 채용된다.

 

전기 청소기(직류 모터)의 구조

모터의 회전력에 의해 압력을 발생시키고 먼지나 쓰레기를 흡입하는 전기 청소기는 직류 전동기에 의해 기계적인 에너지를 얻는 전기 기기이다. 전기 청소기는 정류자 전동기를 사용하여 강한 토크를 발생시켜 압력을 발생시킨다.

 

압력차에 공기와 함께 쓰레기를 흡입하고, 공기는 ​​모터를 냉각한 후 배출된다. 이 때 공기와 함께 흡입되는 쓰레기는 필터로 통과 할 수 없으며 공기 만 배출됩니다.

 

가정용 전원은 단상의 교류 전원이지만, 회전력을 낳기 위해서 사용되고 있는 정류자 전동기는, 교류 전원에서도 회전할 수 있다. 모터에 내장되어 있는 자석을 전자석으로 하고, 회전자의 코일과 직렬 접속함으로써, 교류 회로가 전류의 방향을 반대로 해도, 맞추어 전자석의 극성도 반전하기 때문에 회전 방향이 항상 일방향이 된다 , 같은 방향으로 회전을 계속합니다.