직류기는 같은 구조로 전기를 받아 회전(전동기)하기도 하고, 돌려서 전기를 내기(발전기)도 한다. 유도기전력은 E = PZΦN/(60a) 로 자속 Φ 와 회전수 N 에 비례하고, 전동기는 V = E + IaRa, 발전기는 V = E − IaRa 이다. 그래서 전동기 속도는 N ∝ (V − IaRa)/Φ 라 계자를 약하게 할수록 빨라지고, 기동할 때는 N = 0 이라 E = 0 이므로 전류가 크게 흐른다. 그림은 전동기 버튼에서 부하-속도 곡선, 발전기 버튼에서 부하 전류-단자전압 곡선이고, 계자저항 슬라이더를 키우면 자속이 줄어 전동기는 빨라지고 발전기는 전압이 내려간다(점선은 계자저항 40 의 기준값).
한 식, 두 방향
계자저항을 키우면 계자전류와 자속이 줄어 전동기 속도가 오르지만, 부하가 걸릴 때 속도가 처지는 폭도 커진다. 전기자 전류가 만드는 자속이 주자속을 비트는 전기자반작용과, 브러시에서 전류 방향이 바뀌는 정류는 보상권선 · 보극으로 다스린다.
👀 두 모드
①전동기: V = E + IaRa, 기계적 일을 낸다
②발전기: V = E − IaRa, 전기를 낸다
③E∝ΦN
④계자를 약하게 하면 전동기 속도가 오른다
모드와 계자저항 바꾸기
40
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E=PZΦN/60a. V=E+IaRa.
전동기 부하-속도 · 발전기 부하 전류-단자전압 곡선. 계자저항이 자속을 바꾼다
💡 지금 곡선
①지금 전동기
②곡선은 경향을 그린 모식이다(정격값 아님)
③속도 제어는 계자 제어 · 저항 제어 · 전압 제어 세 가지이다
④기동 전류를 줄이려고 기동할 때 전기자에 저항(기동저항기)을 넣는다
유도기전력
유도기전력
E = P Z Φ N60 a
P 극수, Z 도체 수, a 병렬 회로 수, N 회전수(rpm)
전동기 전압
V = E + Ia Ra
발전기는 V = E − IaRa
시험 포인트와 기출 유형
🎯 시험 포인트
①직류기 구조 · 원리 · 특성 · 속도 제어
②E=PZΦN/60a
③전동기 V = E + IaRa
④계자를 약하게 하면 속도 상승
📝 대표 기출유형
①[기출유형] 직류전동기 전압 식은? (답: V = E + IaRa)
②[기출유형] 계자 자속을 줄이면 속도는? (답: 오른다, N ∝ (V − IaRa)/Φ)
③[기출유형] 기동 시 전류가 큰 이유는? (답: N = 0 이라 E = 0, Ia = V/Ra)