2) 그러나 저항 증가시 저항에
흐르는 전류가 증가하게 되어 동손(열손실 증가)이 발생해 효율이 떨어진다.
2. 계자에
의한 속도제어.
1) 자속의 수를 증감해 속도 조절이 가능하다. 예를 들어 자여자 분권의 경우 계자에 설치된 저항의 값이 작아지면 계자 전류의
값이 증가하고 자속의 수는 증가한다.
2) 즉, 자속의 수가 증가하면 전동기의 속도가 감소하고, 자속의 수가 감소하면 전동기의 속도는 증가한다.
3) 계자제어는 계자저항에 흐르는 전류가 적어 전력손실도
적고 조작이 간편하며, 세밀하고
안정된 제어가 가능하지만 제어의 폭이 좁다는 단점이 있습니다.
3. 전압에
의한 속도제어.
1) 전압의 값 V가 증가하면 속도는 이에 비례하여 증가한다. 이 방법은 제어의 범위가
넓고 손실이 거의 없어 효율이 좋으며 주 전동기의 속도와 회전방향을 쉽게 조절할 수 있다. 하지만
비용이 많이 드는 단점이 있다.
•워드 레어너드
방식: 주 전동기의 여자 전류를 최대로하고 발전기의 단자전압을 0에서 서서히 상승시키면 주 전동기는 기동저항 없이 조용히 기동한다. 이렇게
주 전동기의 속도를 단계 없이 제어할 수 있다.
•일그너
방식: 부하의 변동이 심할 경우 사용하며 부하
의 변동에 영향을 받지 않기 위해 무거운 쇠 추(플라이
휠)를 설치하여 사용하는 방식입니다. 부하의 변동이
심한 대용량 압연기나 승강기 등에 사용합니다.
•직,병렬제어법 : 정격이 같은 전동기를 직,병렬로 접
속하여 속도가 빠를 때는 병렬로 연결하고, 줄일 때는
직렬로
연결해 전압 분배에 의해 속도가 느려지게 제어
한다.
•쵸퍼 제어법:
반도체 사이리스터를 이용하여 직류 전압
을 직접 제어하는 방식입니다. 전기철도의 속도제어를
할 때 많이 사용합니다.
직류 전동기의 원리
자장 내에 존재하는 도체에 전류가 흐르면, 도체에는 전자력(電磁力)이 작용한다. 그리고 전자력의 작용방향은 플레밍의 왼손법칙에 따른다.
축전지에 연결하여 전기자코일에 직류전류를 흘리면 전기자코일에는 플레밍의 왼손법칙에 따른 힘(전자력)이 발생한다. 이 힘에 의해 전기자는 회전한다. 이때 회전방향을 역으로 하고 싶으면 전기자전류의 극성을 바꾸면 된다. 이것이 바로 직류전동기이며, 그 구조는 직류발전기와 마찬가지로 전기자코일(armaturewinding), 계자코일(fieldwinding), 정류자(commutator) 등으로 구성되어 있다.
따라서 직류기는 발전기나 전동기 어느 것으로도 사용할 수 있다.
전동기가 회전하고 있을 때는 전기자코일이 자속을 쇄교하고 있으므로 발전기의 경우와 마찬가지로 기전력이 유도된다. 이 기전력의 방향은 플레밍의 오른손법칙에 따르므로 전원전압의 방향과는 반대가 된다. 따라서 전기자전류의 흐름을 방해하는 방향으로 작용한다. 즉, 역기전력(countervoltage : Gegenspannung)이 된다.
역기전력은 전동기의 회전속도(n)가 빠를수록, 계자자속(Φf)이 클수록 증가한다.
그러나 기동하는 순간 예를 들면, 전압은 인가되어 있으나 전동기가 아직 회전하지 않는 순간에는 회전속도 ‘n＝0’이므로 역기전력 ‘UE＝0’이 되어, 전기자저항(Ra)이 적어지기 때문에 정격전류보다 큰 전류가 흐른다.
역으로 전동기 회전속도(n)가 증가하면 역기전력이 증가하여 전원전압에 대해 역으로 작용하기 때문에 전기자전류는 감소한다.
