직류모터와 교류모터의 차이

1. 직류모터와 교류모터의 차이

 

모터는 일반적으로 회전자와 고정자로 구성되어 있다. 직류모터는 고정자에 일정한 전류가 가해져 발생하는 자장 또는 영구자석에 의해서 발생하는 자장 내에서 회전자의 코일이 받는 힘에 의해서 회전하게 된다. 이때 정류자를 이용하여 회전자가 회전하더라도 코일에 흐르는 전류의 방향을 바꾸어 주어 항상 일정한 방향으로 회전력이 발생하도록 해준다. 직류모터의 호전력은 전류에 비례하고 회전 속도는 전압에 비례하는 특징이 있다. 우리 주변에서는 소형 장난감에 사용되는(영구자석) 모터나 청소기에 사용되는 모터가 직류모터이다. 교류 모터는 보통 유도 모터라고도 한다. 교류 모터는 고정자 권선에 교류를 흘려주면 이때 발생하는 자장의 변화에 의하여 회전자에 전류가 유도되어 회전력이 발생하게 된다. 회전자의 구조는 소형 모터에서는 단순한 다람쥐 쳇바퀴 모양의 단락 된 권선을 사용하고, 대형 교류 모터에서는 권선을 감아서 사용한다. 교류 모터는 우리 생활 주변에서 가장 널리 쓰이는 모터로 용량이 수십 와트의 소형부터 수백 킬로와트에 이르는 대형까지 가정과 산업현장에서 널리 쓰여 선풍기, 세탁기, 냉장고나 엘리베이터, 펌프, 크레인 등에 사용된다. 교류 모터는 정류자가 없어서 수명이 아주 길다는 장점이 있다. 가전제품이 교류로 오는 전기를 직류로 바꿔서 쓴다고 하는데 왜 그럴까? 우리가 교류를 사용하여 전력을 내보내는 것은 변압기를 사용하여 전압을 마음대로 바꿀 수 있기 때문에 교류를 사용하는 것이다. 보통 컴퓨터나 TV, 오디오 등의 가전제품에서 가정에 들어오는 전압을 소형 변압기와 정류회로를 이용하여 12 [V]나 5 [V]의 직류로 바꾸어서 사용한다. 전자제품은 내부에 트랜지스터 증폭 회로를 사용하는 데, 직류에 적합하도록 회로가 설계되었기 때문에 직류를 사용한다. 그리고 내부에 구동부가 있는 컴퓨터나 오디오의 내부에서는 12 [V]의 직류모터를 사용한다.

 

 

2. 모터 관련용어

 

회전수 : 모터의 회전 속도를 표시하며 1분간에 몇 회전하느냐를 나타내며 RPM(Revolution Per Minute)로 표시.

 

관성 : 외력이 작용하지 않는 한 물체가 운동 상태를 유지하려고 하는 성질을 말한다.

 

회전 자기장 : 모터를 회전시키기 위한 발생 자기장을 말한다. 이동자계, 교번자계, 회전자계 등이 있다.

 

회전 센서 : 회전수를 검출하기 위한 장치로 광식과 자기식 등이 있다.

 

회전 불균일 : 1회전 또는 단시간에서의 회전 변동을 말한다.

 

스립 : 동기 속도보다 회전이 늦어지는 율을 말한다.

 

기계적 시상수 : 모터가 기동한 뒤 정상 회전수의 63%에 대동할 때까지의 시간을 말한다. 이 값이 클수록 모터의 움직임이 늦다.

 

기동 토크 : 모터가 시동할 때의 초기 발생 회전력을 말한다. 이 힘이 클수록 모터의 움직임이 빠르다. 기동시 급격히 전류가 크게 흐르므로 전류를 적게 흐르게 하기 위해 대형 모터에서는 기동 전류를 적게 하는 기동장치나 회로가 필요하다.

 

역기 전력 : 모터가 회전 중 모터 내부에 발생하는 유도 전압을 말한다.

 

서보모터 : 제어를 목적으로 만들어진 특수한 모터를 말한다.

 

자극 센서 : 마그넷 로터의 N극과 S극을 판별하기 위한 센서의 총칭으로 주로 홀 센서가 이용된다.

 

시트 코일 : 포토에칭 기술을 이용하여 동판에 평면 모양의 코일 패턴을 형성한 것. 이 코일은 박형 모터를 만들 때 사용된다.

 

타이밍 모터 : 전원 주파수에 동기하여 회전하는 모터로 싱크로노스 모터나 PM형 스테핑 모터 등이 있다.

 

타코 제네레이터 : 속도 발전기를 말한다. 모터의 회전 속도에 따라 발생 전압이 달라지고 이를 이용하여 속도를 측정한다.

 

탈조 현상 : 스테핑 모터나 싱크로노스 모터가 공급 주파수에 대응하지 않고 이상 작동을 하는 것을 말한다.

 

쵸퍼 제어 : 모터의 입력 전원을 ON, OFF 함으로써 모터로의 입력 에너지를 제어하는 전력제어 기법이다.

 

요크 : 모터에서 자력선을 통과시키기 위한 통로로 계철로서 고정 자이다.

 

로터 : 모터의 회전자 부위를 말한다.

 

커프 링 : 모터의 회전자와 연결된 모터의 외부 회전축을 연결하는 장치로 커프 링을 통하여 회전력과 속도가 연결된다.

 

기어 : 모터의 속도를 높이거나 낮추어서 외부의 부하에 전달하는 기계적 장치로 감속장치에 해당한다.

 

베어링 : 모터의 회전자가 회전하기 위해 모터의 외부 회전 시 적은 회전 마찰력을 갖도록 하기 위한 회전 기구장치이다.

 

브러시 : DC 모터에서 전기자에 전원을 연결해주는 접촉부위로 전기자가 회전함에 따라 접촉면이 ON/OFF를 계속한다. 이때 불꽃인 스파크가 일어난다. 브러시 재료는 카본을 많이 쓰고 이에 따라 브러시가 닳게 되어 정기적인 교환이 필요하다.