모터와 발전기의 차이점

1740년대의 정전기 원리에 대한 연구에서 오늘날의 범용 모터에 이르기까지 전기 모터와 발전기는 수많은 변화를 통해 발전해 왔습니다. 하드웨어 요구 사항은 비슷하지만 모터와 발전기는 작동 동작이 다릅니다. 오늘날 모터와 발전기는 거의 모든 전기 제품에 사용되는 일반적인 전기 도구가 되었습니다. 모터와 발전기는 전원, 사용하는 감기 유형, 솔 또는 무브러시, 공냉식 또는 수냉식에 따라 다릅니다. 

 

 

 

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전기 모터와 발전기는 기능과 활용 대상에서 상당한 차이가 있지만 둘 다 전자기 유도 원리를 지원하기 위해 패러데이의 법칙과 밀접하게 결합되어 있습니다.

한 유형에서 다른 유형으로 에너지를 변환하는 것은 모터와 발전기의 차이점을 구성하는 중요한 열쇠입니다. 전기 모터는 전기를 기계 에너지로 변환하여 기계에 에너지원을 제공합니다. 발전기는 이와 반대로 작동하여 기계적 에너지를 전기 유형으로 변환합니다.

이러한 상당한 성능 차이에도 불구하고 전기 모터와 발전기는 기본 구조와 기본 메커니즘에 의해 밀접하게 관련되어 있습니다. 둘 다 물리학의 기본 법칙인 패러데이의 법칙에 의존합니다.

 

 

 

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1. 전기모터와 발전기란?

1) 전기모터

전기 모터는 전기와 자기의 원리를 이용하여 전기 에너지를 기계적 에너지로 변환할 수 있는 전기 장치입니다.

 

모터는 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하는 전기 기계의 일종입니다. 전기 모터는 자동차, 배터리 또는 정류기를 포함한 직류(DC 소스) 또는 인버터, 전력망 또는 발전기를 포함한 교류(AC 소스)에서 전원이 공급됩니다.

 

전기 모터의 구성은 다음과 같습니다. 

• 고정자 – 영구 자석
• 로터 – 내부에 전도성 코일이 들어있는 회전 부품
• 샤프트 – 기계적 에너지를 출력
• 정류자 – 회전자에 교류를 적용
• 브러쉬– 전원 공급 장치와 정류자 사이의 접촉 생성

 

 

 

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전기모터의 동작방식은 전원이 인가되면 브러시가 정류자에 전류를 공급합니다. 이 정류자는 각 끝에 하나씩 회전 코일에 부착됩니다. 전류는 정류자에서 영구 자석, 고정자의 극 사이에 배치된 코일로 통과합니다. 코일에서 전류가 이동하면 코일 주위에 자기장이 유도됩니다.

 

이 자기장은 영구자석의 자기장과 접촉하게 되며, 극과 같이 서로 밀어내고 극과 달리 끌어당기는 자기의 특성으로 인해 코일이 회전하기 시작합니다. 로터가 회전하면 로터에 부착된 샤프트도 회전하여 인가된 전기 에너지를 기계 에너지로 변환합니다.

 

 

 

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2) 발전기

기계적 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 장치를 발전기라고 합니다. 발전기의 하드웨어 요구 사항은 동일하지만 작동 원리가 다릅니다. 여기서 기계적 에너지가 샤프트에 가해지면 로터가 회전하고 영구 자석 사이의 로터의 이러한 움직임은 로터의 코일 내부에서 전기를 생성하기 시작합니다. 이 전기는 브러시에 의해 수집됩니다.

 

발전기는 역방향 동력 경로로 작동하여 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환합니다. 

패러데이의 법칙에 따르면 와이어 코일과 같이 도체 내의 자기장에 변화가 있을 때마다 전자는 해당 자기 환경에 수직으로 이동할 수 있습니다. 이것은 한 방향으로 전자의 흐름을 생성하는 기전력을 생성합니다. 이 현상은 발전기에서 전기를 생성하는 데 사용할 수 있습니다.

자석과 도체는 이 자속을 생성하기 위해 서로에 대해 움직입니다. 전선은 단단한 코일에 연결되어 전선 수와 출력 기전력을 증가시킵니다. 자석이나 코일을 제자리에 유지하면서 다른 하나를 계속 순환시키면 일정한 플럭스 변동이 발생합니다. 움직이는 부분을 회전자라고 하고 고정부를 고정자라고 합니다.

 

 

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발전기는 직류를 생성하는 "발전기"와 교류를 생성하는 "교류"의 두 가지 유형으로 나뉩니다. 발전기는 산업용으로 적용할 수 있는 최초의 발전기 유형이었습니다. 그것은 산업 혁명 동안 여러 사람들에 의해 독립적으로 발명되었습니다. 전기 발전기는 와이어와 자기장의 순환 코일을 사용하여 기계적 에너지를 DC로 변환합니다. 다이나모는 에너지 생성에 사용되었으며, 일반적으로 증기를 소스로 사용하여 필요한 기계적 에너지를 생성했습니다.

오늘날 전기 발전기는 몇 가지 저에너지 용도 외에는 거의 응용 분야가 없습니다.  교류 발전기는 전기 생산에 훨씬 더 일반적입니다. 이 형태의 발전기는 기계적 에너지를 AC 소스로 변환합니다. 회전 자석은 회전자로 도입되어 고정자로 도입된 철심의 도체 코일 세트 내에서 회전합니다. 자기장이 생성됨에 따라 고정자에 AC 전압이 생성됩니다. 자기장은 필드 코일 전자석 또는 영구 자석에 의해 생성될 수 있습니다.

자동차의 교류 발전기와 그리드의 전기를 지원하는 주 전원은 발전기입니다.

 

 

 

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3. 전기 모터와 발전기의 비교

전기 모터	발전기
전기 에너지에서 기계 에너지를 생성합니다.	기계적 에너지에서 전기 에너지를 생성합니다.
작동하려면 전기가 필요합니다.	전기를 생산합니다.
플레밍스 왼손 법칙을 따라 운동 방향을 알 수 있습니다.	플레밍의 오른손 법칙을 따라 생산되는 전기의 방향을 알 수 있습니다.
에너지원은 전력망, 전기 공급입니다.	에너지 원은 증기 터빈, 수력 터빈, 내연 기관입니다.
모터는 자동차, 엘리베이터, 팬, 펌프 등에 사용됩니다	발전기는 산업의 전원 공급 체인, 실험실의 테스트 목적, 일반 조명, 배터리 전원 공급 등에 사용됩니다

 

• 모터는 전력을 기계적 에너지로 변환하는 반면 발전기는 그 반대입니다.
• 전기는 모터에 사용되지만 발전기는 전기를 생성합니다.
• 모터의 샤프트는 전기자와 계자 권선 사이에서 생성되는 자기력에 의해 구동되는 반면, 발전기의 경우 샤프트가 로터에 연결되어 기계적 동력에 의해 구동됩니다.
• 전류는 모터의 전기자 권선에 공급되어야 하며 발전기에서 전류는 전기자 권선에 생성됩니다.
• 모터는 플레밍의 왼손 법칙에 따라 작동하고 발전기는 플레밍의 오른손 법칙을 따릅니다.
• 모터의 예로는 전기 자전거 또는 자동차가 있으며, 여기서 전류는 시스템 또는 장치에 전류가 공급되고 기계적 동작으로 변환되어 결과적으로 자동차 또는 자전거를 사용할 수 있습니다. 발전기의 예로는 에너지 스테이션에서 터빈이 댐에서 떨어지는 물의 기계적 힘을 변환하여 전기를 생산하는 도구로 사용되는 것입니다.

 

 

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1) AC 모터와 DC 모터의 차이점

• AC 모터에서 전원은 AC 주전원 공급 장치인 반면 DC 모터 전원은 배터리에서 얻습니다.
• AC 모터에는 정류자와 브러시가 사용되지 않지만 DC 모터에서는 작동에 중요한 역할을 합니다.
• AC 모터에서 전기자는 정지하고 자기장은 회전하는 반면 DC 모터에서는 그 반대입니다.
• AC 모터는 대규모 산업 응용 분야에 적합한 반면 DC 모터는 가정용 응용 분야에 적합합니다.

 

2) AC 발전기와 DC 발전기의 차이점

• AC 발전기는 AC 전력을 생산하는 반면 DC 발전기는 DC 전력을 생산합니다.
• DC 발전기에서는 전류가 한 방향으로 흐르는 반면 AC 발전기에서는 전류가 주기적으로 역전됩니다.
• DC 발전기에서는 분할 링이 사용되며 AC 발전기에서는 슬립 링이 사용되므로 효율이 높습니다.
• AC 발전기는 소규모 가정용 애플리케이션에 사용되는 반면 DC 발전기는 대형 모터에 전력을 공급하는 데 사용됩니다.

응용 프로그램, 요구 사항 및 전원 공급 장치 유형에 따라 모터와 발전기 중에서 선택합니다. AC 모터와 AC 발전기, DC 모터 및 DC 발전기에는 다양한 유형이 있으며 DC 발전기의 일부 유형은 션트 권선 발전기, 직렬 권선 발전기 등입니다.