DC모터 구성과 장점

1. DC 모터 동작 방식

DC 모터는 전류가 흐르는 도체를 자기장에 배치하면 기계적 힘이 생성된다는 아이디어를 기반으로 합니다. 힘의 방향은 왼손 법칙에 의해 결정되며 DC 모터와 DC 발전기는 구조가 동일하기 때문에 서로 바꿔서 사용할 수 있습니다.

제철소 및 전기 열차와 같은 대규모 전기 응용 분야의 경우 DC 모터의 속도 및 토크 특성이 AC 모터보다 우수하기 때문에 교류(AC)가 DC 전류로 변환됩니다. 산업 응용 분야의 경우 DC 모터는 3상 유도 모터만큼 널리 사용됩니다.

 

고정자

고정자는 모터의 움직이지 않는 본체이며 모터를 지지하고 보호합니다. 고정자는 전기자 또는 회전자를 구동하는 회전 자기장을 제공하고 계자 권선을 수용하고 단자를 통해 전기 공급을 받는 모터의 정적 부분입니다.

 

 

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샤프트

권선과 정류자는 모터의 중심에 있고 경화 금속(일반적으로 강철)으로 만들어진 샤프트를 회전시켜 응용 분야의 하중을 견딜 수 있습니다. 정류자 막대는 플라스틱 몰딩으로 샤프트에 부착 된 플레이트에 부착되며 권선에 의해 생성된 토크는 고정자에 의해 지지되는 샤프트로 전달됩니다. 샤프트는 고정자를 통해 돌출되어 모터를 애플리케이션에 연결합니다.

 

 

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터미널

DC 모터에는 양극과 음극의 두 가지 단자가 있습니다. 양극선을 양극 단자에 연결하고 음극선을 음극 단자에 연결하면 모터가 시계 방향으로 회전하며 반대로 연결하면 모터가 시계 반대 방향으로 회전합니다. 단자는 모터에 전원을 공급하고 후면 덮개 내부의 브러시와 브러시 암에 연결됩니다.

 

 

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자석

DC 모터에 사용되는 자석을 영구 자석이라고 하며 자기장이 항상 활성화되어 있음을 의미합니다. 자석의 반대쪽 끝은 끌어당기고 비슷한 끝은 밀어내며 자석의 자기장은 N극에서 S극으로 이어집니다. 자석 자기장의 가장 강력한 부분은 끝에 있습니다.

 

두 개의 자석은 매우 강한 자기장을 생성하고 강한 자기장이 로터를 통과하도록 로터 주변의 DC 모터에 두 개의 자석이 포함된 이유입니다.

 

 

 

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회전자

로터 또는 전기자는 적층 시트로 서로 절연 된 여러 디스크로 만들어지며 여러 디스크는 큰 와전류의 생성을 방지합니다. (와전류는 플레이트가 절연된 이유입니다.)

 

와전류는 여전히 존재하지만 훨씬 작으며 모터 작동을 방해하지 않으며 모터 작동에 필요한 부분입니다. 모터 효율을 높이기 위해 로터의 디스크는 가능한 한 작게 만들어집니다. 회전자는 기계적 회전을 생성하는 데 사용되는 모터의 동적 부분입니다.

 

 

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코일 권선

코일 권선은 로터를 감싸며  와이어의 감기는 강하고 강력한 자기장을 생성합니다. 모든 유형의 전선은 전기가 통과할 때 약한 자기장을 생성하며 와이어의 감김으로 인해 각 회전 섹션은 동일한 약한 자기장을 갖습니다.

 

다른 모든 코일 와이어와 결합하면 강한 자기장이 생성되며 로터에 더 많은 코일이 추가될수록 회전이 더 부드러워집니다. 모든 DC 모터에는 두 개의 코일이 모터를 막고 멈추는 경향이 있기 때문에 부드러운 회전을 보장하기 위해 최소 세 개의 코일이 있습니다. 

 

 

 

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브러쉬

DC 모터의 브러시는 코일에 전원을 공급하며 스프링처럼 작동하는 금속 조각이며 한쪽에는 탄소로 만든 전도성 물질이 있습니다. 다른 쪽에는 전원 공급 장치가 모터에 적용되는 핀이 있습니다. 브러시는 정류자에 대한 스프링 작용에 의해 밀려나고 브러시 암에 의해 제자리에 고정되며 단자 또는 전기 공급 장치에 직접 연결됩니다.

 

 

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정류

정류자는 샤프트에 장착되고 샤프트가 회전할 때 회전하는 작은 구리판으로 만들어지고  로터의 회전으로 인해 코일에 대한 전원 공급 장치의 극이 변경됩니다. 각 코일은 전기적으로 서로 절연되어 있지만 코일로 연결된 두 개의 정류자 플레이트에 연결됩니다. 두 개의 정류판에 연결된 양극 및 음극 단자를 사용하면 전류가 쉽게 흐르고 전자기장이 생성됩니다.

 

 

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2.  DC 모터 사용의 장점

DC 모터는 특히 12V 및 24V 모델에 대한 수요가 계속 증가하고 있습니다. 태양열, 해양 및 트럭 탑재 장비의 확대되는 시장은 매우 비용 효율적인 솔루션으로 DC 모터 기술에 의존하게 되었습니다. DC 모터 기술은 AC 모터 기술보다 오래되었지만 DC 모터 제조업체는 모터 유지 보수를 줄이고 모터 수명을 연장하기 위한 방법을 지속적으로 개발하고 엔지니어링하고 있습니다.

 

다양한 유형의 DC 모터는 다양한 응용 분야에 맞게 조정 및 조정할 수 있습니다. 워크로드에 맞는 올바른 DC 모터를 찾기 위해 충분한 연구를 수행하는 것이 중요합니다.

 

시동 토크

DC 모터와 관련하여 지속적으로 논의되는 것은 높은 시동 토크입니다. 가변 토크로 일정하고 일관된 속도가 필요한 응용 분야의 경우 DC 모터가 이상적인 선택입니다.

 

선형 속도 토크

모터의 토크와 속도 사이의 곡선은 모터가 얼마나 빨리 회전하고 얼마나 많은 토크를 생성할 수 있는지 설명합니다. DC 모터는 다른 모터보다 더 선형적인 탁월한 토크 곡선 대 속도를 생성합니다.

 

고조파 효과 

고조파 효과는 전력 시스템의 성능과 신뢰성을 저하시키고 안전 문제가 될 수 있으며 고조파 효과가 존재할 때는 즉시 식별하고 수정해야 합니다. 장비가 손상되면 금속 부품이 가열되어 위험해질 수 있습니다. 이 특정 문제는 DC 모터 작동에 문제가 되지 않습니다.

 

속도 제어

DC 모터와 관련하여 정기적으로 논의되는 또 다른 요소는 속도를 모니터링하고 제어하는 기능입니다. 고하중 시스템으로 작업할 때 속도를 정밀하고 정확하게 제어할 수 있는 능력은 작업의 성공을 보장합니다. 이러한 이유로 DC 모터는 일관된 속도가 필요한 제지 및 압연기에서 자주 발견됩니다.

 

설치

DC 모터가 설치되면 전력 시스템의 전자 정류가 덜 필요하고 일반적으로 조정이 더 적습니다. DC 모터가 설치되면 전원에서 직접 전원을 공급하여 즉시 사용할 수 있습니다.

 

 

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정비

DC 모터의 설계가 간단하여 수리 또는 교체가 용이합니다. DC 모터는 130년 이상 사용되어 왔으며 기술자와 전기 기술자에게 친숙합니다. 수년 동안 사용되어 매우 저렴한 비용으로 쉽게 진단하고 수리할 수 있습니다.

 

DC 모터를 수리할 때 계자 여자가 필요하지 않으며 브러시, 속도 설정 및 기타 구성 요소를 쉽게 교체할 수 있습니다. 제어 시스템에 문제가 있는 경우 전위차계를 사용하여 단자 전압을 조정할 수 있습니다.

 

가격

DC 모터를 사용하는 명백한 최종 이유는 저렴한 비용이며 AC 모터보다 저렴하지만 브러시리스 및 영구 자석 DC 모터가 더 비쌉니다. 브러시리스 모터의 비용 이점은 매우 긴 수명이며 브러시 모터는 저렴하지만 수명이 짧고 정기적인 수리가 필요한 경향이 있으며, 이는 낮은 수리 비용과 균형을 이루는 부정적인 측면입니다.