조정기와 모터

1. 조정기

 

자동차용 충전 장치의 발전기는 기관에 의하여 구동되기 때문에 회전수가 빨라지면 발생 전압은 정격 전압 이상으로 상승하여 전기 장치가 소손되거나 축전지가 과충전 되기도 한다. 또, 직류 발전기의 경우는 회전수가 떨어져서 발생 전압이 낮아졌을 때 측전지에서 발전기 쪽으로 전류가 역류하거나 또는 고속 과부하 상태에서는 출력 전류가 정격 값을 넘어서 발전기가 소손될 염려가 있다. 그러므로, 충전 장치에는 과전압, 과전류를 방지하여 발전기나 부하를 보호하고, 발전기를 안정된 상태에서 작동하도록 각종 보호 회로를 구비한 조정기가 사용되고 있다. 조정기는 발전기의 발생 전압을 제어하는 전압 조정기가 중심이 되고, 이밖에 직류 발전기용으로 출력 전류를 제한하는 전류 제한기와, 축전지로부터 전류의 역류를 방지하는 컷 아웃 릴레이가 있고, 교류 발전기용은 기관이 정지하고 있을 때 계자 코일로 흐르는 불필요한 전류를 막아주는 필드 릴레이와, 충전 상태를 확인하는 충전 경고등을 작동시키는 충전 경고등 릴레이 등 각종 릴레이로 구성되어 있다.

 

 

2. 전압 조정기

 

전압 조정기는 기관이 운전되는 동안 발전기의 발생 전압을 항상 규정값으로 유지시키는 자동조정 장치이다. 전압 조정기의 원리는 발전기의 회전수의 변화에 따라 계자 전류를 증감시켜서 발전기의 전압을 제어하도록 한 것이 전압 조정기의 원리이다. 전압 조정기는 발전기의 발생 전압이 규정 전압보다 높아지지 않도록 제어할 뿐이고, 저속 회전에서 전압이 낮을 때 이것을 규정 전압까지 상승시키는 일을 하는 것은 아니다. 계자 전류를 제어하는 방법으로는 전압 속에 가변저항을 계자 코일과 직렬로 접속하여 저항 값을 변화시키는 방법, 기계적 접점 대신에 트랜지스터의 스위칭 작용을 이용하여 계자 전류의 평균값을 변화시키는 방법 등 여러 가지 방법이 있다.

 

 

3. 교류발전기 조정기

 

교류 발전기는 다이오드를 내장시켜 놓았기 때문에 축전지로부터 역류될 염려가 없고, 또 전류의 자기 제한 작용이 있기 때문에 출력 전류도 과대하게 흐르지 않으므로, 직류 발전기용 조정기와 같은 컷 아웃 릴레이나 전류 제한기는 없어도 된다. 그러나, 교류 발전기용 조정기는 기본적으로 전압 조정기만 있으면 되지만, 기관정지시 축전지의 불필요한 방전을 방지하는 계자 릴레이, 출력 전압의 변동을 방지하는 전압 코일 릴레이, 충전 경고등을 작동시키는 충전 경고등 릴레이 등 을 조정기와 함께 조립하여 사용하는 예가 많다. 교류 발전기에 전류 조정기가 필요하지 않은 이유는 회전 속도의 증가에 따라 리액턴스가 증가하여 발생 전류를 제어하기 때문이다. 전압 조정기의 원리는 발전기의 회전수의 변화에 따라 계자 전류를 증감시켜서 발전기의 전압을 제어하도록 한 것이 전압 조정기의 원리인데, 계자 전류를 제어하는 방법으로는 전압 속에 가변저항을 계자 코일과 직렬로 접속하여 저항값을 변화시키는 방법, 고정 저항을 접점과 병렬로 접속하여 이것을 계자 코일에 연결시키는 방법, 기계적 접점 대신에 트랜지스터의 스위칭 작용을 이용하여 계자 전류의 평균값을 변화시키는 방법 등 여러 가지 방법이 있다. 즉, 이는 계자 전류와 제어 방식에 따라서 접점식, 카본 파일식, 트랜지스터식 등으로 구분된다. 또한 접점식에는 1 접점식과 2 접점식이 있으며, 트랜지스터식에는 반 트랜지스터식, 전 트랜지스터식 및 IC 식 등이 있다.

 

 

4. 모터

 

모터는 모든 동력의 근원이며, 공장의 기계, 전차, 엘리베이터, 에스컬레이터, 자동판매기 등 모든 기계장치 전기기기, 가전제품 등 구동원으로 사용된다. 복잡한 기계도 구동원은 모터나 솔레노이드이다. 모터는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시키는 유일한 동력원이다. 모터의 발명은 영국 물리학자 마이클 패러데이인데 전자기유도의 발견이 그 계기이다. 전자기 유도에 의하여 변압기를 만들고 더 발전하여 발전기를 만들었으며, 발전기의 반대 개념이 모터로 유도 모터가 모터의 원형이다. 모터를 한마디로 표현하면 '전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 장치'라고 표현할 수 있다. 모터는 사용 에너지에 따라 유압식 모터, 공기압식 모터, 수압식 모터 및 전기식 모터 등으로 구분되는데 전기를 이용하고, 전기식은 전기를 이용하여 동력으로 변환시키는 것이다.