직류모터

직류모터

직류모터는 기계적인 동력으로 직류 전력을 전기 기계로 변환하는 정치이다. 고정자로 영구자석을 사용하고, 회전자로 코일을 사용해 구성된다. 가장 일반적인 유형은 자기장이 생성한 힘에 의존한다. 대부분의 직류모터는 주기적인 모터 부분의 전류 흐름 방향을 변경하기 위해 전기 또는 전자 기구의 내부 중 일부를 가지고 있다. 직류모터는 기존의 직류 점등 전원 분배 시스템으로부터 전원을 공급받을 수 있기 때문에, 광범위하게 사용되는 1유형이었다. 직류모터의 속도는 가변 공급 전압 또는 계자권선의 전류 강도 변화를 사용하여, 넓은 범위에서 제어될 수 있다. 소형 직류모터는 도구, 장난감 및 가전제품에서 사용된다.

구조

장자석

장자석은 주 자속의 생성을 담당한다. 전기자와 상호작용하여 자기회로를 구성하는데 장자석이 만들어준 자속을 전기자가 받아 회전력을 얻는다. 필요한 자속만 생성해주기만 하면 되기 때문에 전기자보다 전류가 적게 흐르며 자속을 만들기 위해 영구자석을 이용하거나 전자석을 이용한다. 영구자석을 이용하면 별도의 권선없이 자속을 만들어 낼 수 있지만 자속을 제어하지 못하여 속도조절이 힘들 수 있다. 반면 전자석을 이용하면 별도의 여자 전원이 필요하지만 전자석으로 흐르는 전류를 조절하여 전동기의 속도제어가 용이해지는 장점이 있다. 권선형 장자석은 세부적으로는 계철, 자극편, 장자석 철심 및 장자석 권선으로 되었다.

전기자

전기자는 장자석이 만들어낸 자속을 끊어내어 플레밍의 왼손 법칙을 통해 토크를 생성한다. 전동기에 전원을 공급해주면 전동기가 회전하는데 이때 전원의 전류가 흐르는 곳이 바로 전기자이다. 공급하는 전류가 흐르는 곳이기 때문에 여기서 장자석과 자기장으로 상호작용하는 것은 전자석이며, 대용량일수록 선이 굵고 복잡하다.

정류자

정류자는 외부로부터 들어오는 직류를 교류로 바꾸어 회전부에 전원을 공급한다. 교류전류로 바꾸어 주는 이유는 전동기는 전류의 방향이 수시로 바뀌면서 플레밍의 왼손 법칙에 의한 힘도 수시로 바뀌어야 회전하기 때문이다. 이렇게 바뀐 교류전류를 전기자에 공급한다. 전기자와 연결되어 있으므로 전기자가 회전하면 같이 돈다. 회전하는 정류자는 가만히 있는 브러시와 접촉하게 되는데, 이때 브러시와의 마찰과 불꽃으로 인해 고온이 발생하므로 전기적으로, 기계적으로 튼튼하게 만들어야한다.

브러시

브러시는 정류자와 접촉하여 전동기 내부회로와 외부회로를 연결하는 부분이다. 돌아가는 정류자에 닿아 전류를 끌어들이는 장치로 종류는 탄소 브러시, 흑연 브러시, 전기 흑연 브러시, 금속 흑연 브러시 등이 있다.