기초적인 DC 모터 원리

기초적인 DC 모터 원리

1. DC 모터란

   - 고정자로 영구자석을 사용하고, 회전자(전기자)로 코일을 사용하여 구성한 것으로,

      전기자에 흐르는 전류의 방향을 전환함으로써 자력의 반발, 흡인력으로 회전력을

       생성시키는 모터이다.

     (모형 자동차, 무선 조종용 장난감 등을 비롯하여 여러 방면에서 가장 널리

       사용되고 있는 모터이다.)

 

2. DC 모터의 원리

   - 모터는 자석이 같은 극(N-N, S-S)끼리는 서로 밀어내고, 다른 극(N-S)끼리는 끌어당기는

     성질을 이용한 것입니다.  DC 모터의 구동 원리는 자기장 속에서 전류가 흐르면 전류가

      흐르는 도선은 힘을 받아 움직 인다는 사실을 이용한 것입니다.

  - 자기장의 방향은 N 극에서 S 극으로 향하며, 전류의 방향은 +에서 -로 향합니다. 자기장의

     방향과 전류의  방향에 따라 도선이 받게 되는 힘의 방향이 결정되는데 이 세 가지의

      연관관계를 나타낸 것이 바로 플레밍의 왼손 법칙이라고 함.

    자석의 S 극 근처에 있는 도선에 전류와 자기장의 방향을 플레밍의 왼손 법칙에 따라

     맞춰보면 그 도선은 아래쪽으로 힘을 받게 된다는 것을 알 수 있습니다. N 극 근처의

     도선에도 적용해보면 위쪽으로 힘을 받게 됩니다. 따라서 도선은 회전 운동을

      하게 됩니다.

 - 브러시와 정류자가 떨어져 전류가 흐르지 않을 시에는 관성에 의해 도선은 계속 회전하고

    다시 전류가 흘러 S 극 쪽에서는 아래로, N 극 쪽에서는 위로 힘을 받아 도선은 전원이

     공급되는 동안 지속적으로 회전하게 됩니다.  모터가 회전하는 기본 원리입니다. 모터는

      전기에너지를 기계적 회전 운동 에너지로 바꾸어주는에너지 변환 장치라고도 할 수

      있습니다.

 

3. DC 모터 장/단점

 ㄱ. 장점

        - 시동 Torque가 큼

        - 동일한 출력의 교류 모터보다 출력이 크고 효율이 좋음

        - 교류 모터와 비교해 저 전압 사양 및 절연의 간소화가 가능

        - 가격이 저렴함

 ㄴ. 단점

        - Brush가 있어 수명에 한계가 있음

        - 노이즈가 발생함

        - 코아의 슬롯 때문에, 영구자석의 자기 흡인력에 의해 코킹 Torque가 발생할 시

           저속에서 원활한 회전을 하기가 힘듦.