교류모터

교류모터는 교류가 구동하는 전동기이다. 교류전동기라고도 한다. 교류모터는 기본적으로 외부 고정자와 내부 회전자로 구성되어 있다. 교전전류가 고정자 권선에 공급되면 전자기유도에 의해 자기장이 변화한다. 이 때 회전자에서 회전하는 자기장에 의해 유도전류가 생기고 토크에 의해 회전자에 있는 축에서 회전력이 발생한다. 보통 50~60Hz의 교류전원을 사용하지만, 높은 회전속도를 얻고자 할 때에는 수백 Hz에 이르는 높은 주파수의 교류전원을 사용하기도 한다. 소형 모터의 회전자에는 단락된 권선을 사용하고, 대형 교류 모터에는 권선을 감아서 사용한다. 교류모터는 크게 단상식과 삼상식으로 나뉘며, 회전자의 유형에 따라 유도 전동기, 동기 전동기, 정류자 전동기로 분류한다. 일정한 주파수 전원으로 운전할 경우, 유도 전동기는 대체적으로 정속도를 유지하며, 동기 전동기는 완전한 정속도를 갖고 정류자 전동기는 광범위한 영역에서 속도 조절이 가능하다. 교류모터는 선풍기, 세탁기, 냉장고, 펌프, 크레인 등 가정과 산업현장에 전반에서 널리 사용되고 있다. 교류모터는 구조가 간단하고 브러시나 정류자와 같으 기계 소모부가 없고, 고속에서 순간 최대 토크를 출력할 수 있어 응답특성이 빠르며 무게당 토크가 크므로 소형 경량화할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 제어 방법이 복잡하다는 단점이 있다.

원리

교류모터가 정상적인 회전 상태에 있을 때, 회전자 및 고정자의 자기장은 미끄러지지 않고 회전한다. 회전자와 고정자 전극 사이의 자기력은 정격 속도에서 부하를 구동할 수 있는 평균 토크를 생성한다. 교류모터는 두 개의 회전을 각각 회전자 또는 고정자의 자계와 함께 동작한다. 교류모터의 두 가지 주요 유형은 유도 또는 동기로 분류한다. 유도모터는 항상 회전자 권선에서 회전류를 유도하는 자계 회전 고정자와 슬립이라고 하는 회전자 축 속도의 차이에 의존한다. 동기모터는 정확하게 동기 속도에서 정격 토크를 생성한다.

종류

동기모터

동기모터는 회전자에도 권선이 있거나, 회전자에 영구자석을 부착하는 모터이다. 동기모터는 효율이 높고, 출력밀도가 우수해 전기차 구동모터에 가장 널리 채택되어 사용된다. 동기모터는 고정자에 3상교류를 통해 만든 회전자계에 의해 회전자에 위치한 영구자석이 같이 회전한다. 회전자계와 영구자석의 회전 수가 동일하기 때문에 동기모터라고 불린다. 동기모터에서 회전자계에 흐르는 전류의 주파수와 회전자의 회전 수는 비례한다. 따라서 전류의 주파수를 변화시키면 회전 수를 제어할 수 있다. 영구자석이 없으면, 권선에 전류를 보내 전자석을 만든다. 동기모터는 인버터를 통해 전류를 조절한다. 전류가 급격히 변하여 동기가 끊겨버리면 모터가 감속하거나 정지해 버린다. 따라서 회전자의 영구자석 위치를 위치 센서로 지속적으로 검출해 전류의 양과 주파수를 제어하여 동기 상태를 유지한다. 영구자석의 배치 방법에 따라 동기모터를 구분하기도 한다. 다양한 배치 방법이 있으나 크게 회전자의 표면에 영구자석을 붙이는 표면부착용 영구자석 동기모터와 회전자 내부에 영구자석을 삽입하는 매입형 영구자석 동기모터로 나눌 수 있다. 매입형 영구자석이 고속 회전에 더 유리해 널리 쓰이는 표면부착형 영구자석은 저속, 저출력 모터에 사용된다. 영구자석 매입 방법에 따라 다시 원주매입형과 방사매입형 등 다양한 형태가 있다. 매입형 영구자석은 자석에서 나오는 힘 외에 추가적인 힘을 쓸 수 있어 구동모터의 표준이 되고 있다.

진화

동기모터 중에 매입형 영구자석 동기모터는 자석과 자석 간에 발생하는 힘 외에 추가적인 힘을 이용할 수 있다. 즉, 영구자석이 철 속에 매입됐기 때문에 자석과 철 간에 발생하는 힘을 추가로 모터 회전에 이용한다. 자석 간에 발생하는 회전력을 마그네틱 토그라고 하며, 자석과 철 간에 발생하는 회전력을 릴럭턴스 토크라고 한다. 모터의 전체 토크는 이 둘의 합이다. 릴럭턴스 토크는 자기 저항을 최소화하려는 성질을 이용한다. 자력선은 N극에서 S극으로 최단거리의 경로로 가려는 성질이 있기 때문이다. 즉, 영구자석이 회전자의 철심 속에 일정한 패턴으로 매입됐을 경우에 고정자의 전자석에 대해 회전자의 철심과 자석의 거리가 위치에 따라 달라진다. 이에 따라, 자기 저항도 달라진다. 자기 저항이 커지는 위치에서 자기 저항을 최소화하는 방향으로 회전하려는 힘이 발생하는데 이를 릴럭턴스 토크라고 한다. 릴럭턴스 토크는 동기모터 외에도 다양한 모터에 활용할 수 있다. 릴럭턴스 토크가 주 동력원이 되는 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM, Switched Reluctance Motors), 릴럭턴스 토크로 동기모터를 만드는 동기 릴럭턴스 모터(SynRM, Synchronous Reluctance Motor)가 있다. 최근에는 동기 릴럭턴스 모터에 매입형 영구자석까지 활용한 매입형 영구자석 동기 릴럭턴스 모터(IPM-SynRM, Internal Permanent Magnet-SynRM)의 적용이 늘어나고 있다.

같이 보기

• 교류
• 모터

이 교류모터 문서는 자동차 부품에 관한 토막글입니다. 위키 문서는 누구든지 자유롭게 편집할 수 있습니다. [편집]을 눌러 이 문서의 내용을 채워주세요.

자동차 : 자동차 분류, 자동차 회사, 한국 자동차, 독일 자동차, 유럽 자동차, 미국 자동차, 중국 자동차, 일본 자동차, 전기자동차, 자동차 제조, 자동차 부품 □■⊕, 자동차 색상, 자동차 외장, 자동차 내장, 자동차 전장, 자동차 부품 회사, 배터리, 배터리 회사, 충전, 자동차 판매, 자동차 판매 회사, 자동차 관리, 자동차 역사, 자동차 인물 자동차 부품 계기 • 레저보어(리저버) • 레저보어 탱크(리저버 탱크) • 보조장치 • 부품 • 비순정부품 • 소모품 • 순정부품 • 스프링 • 아세이(어셈블리) • 옵션 • 운전장치 • 자동차 부품 • 정품 • 케이블 • 튜닝 • 파이프 • 햅틱 • 호몰로게이션 차대(섀시) 3 in 1 • VIN • 강선 • 강판 • 공차 (오차) • 공차 (자동차) • 공차중량 • 단차 • 드레인홀 • 롤링섀시 • 모노코크 • 바디 • 바디온프레임 • 배분중량 • 보일러 • 섀시 • 소자 • 에어백 모듈 • 연결모듈 • 오일 • 오일팬 • 워터펌프(냉각수 펌프) • 인버터 • 인클로저 • 중량 • 차대(섀시) • 차대번호 • 차량 총중량(GVW) • 철판 • 촉매장치 • 충전기 • 캐빈룸 • 캡오버 • 컨버터 • 크러시존(크럼플존) • 프레임 • 프로펠러 • 플러그 • 히트펌프 엔진 2기통 • 4기통 • 5기통 • 6기통 • 7기통 • 8기통 • 10기통 • 12기통 • 16기통 • 18기통 • 20기통 • LPDI엔진 • LPG엔진 • LPI엔진 • OHV • PS • rpm • V형엔진 • 가솔린엔진 • 가스터빈 • 공랭식 엔진 • 기화기 • 내연기관 • 냉각수 • 냉각장치 • 냉각제 • 냉각팬 • 냉간상태 • 노즐 • 다기통 • 디젤엔진 • 라디에이터 • 마력 • 배기밸브 • 밸브 • 봄베 • 부동액 • 분사 • 석유엔진 • 선박 엔진 • 수랭식 엔진 • 수소탱크 • 수소터빈 • 수평대향 엔진 • 슈퍼차저 엔진 • 스로틀바디 • 스로틀밸브 • 실린더 • 싱글터보 • 양자엔진 • 엔진 • 엔진룸 • 엔진마운트 • 엔진오일 • 엔진제어장치 • 연료분사기 • 연료시스템 • 연료전지 • 연료주입구 • 연료탱크 • 연료파이프 • 연료펌프 • 연료필터 • 열기관(열원동기) • 왕복기관 • 외연기관 • 원동기 • 원자력기관 • 원형봄베 • 자동차 엔진 • 자연흡기엔진 • 점화케이블 • 점화플러그 • 제트엔진 • 증기기관 • 증기터빈 • 직렬엔진 • 최고출력 • 최대토크 • 캠 • 캠축(캠샤프트) • 커넥팅로드(연결봉) • 크랭크 • 크랭크축 • 탱크 • 터보랙 • 터보엔진 • 터보차저 • 터빈 • 토크 • 트윈터보 • 파워팩 • 플라이휠 • 피스톤 • 피스톤 엔진 • 항공기 엔진 • 흡입밸브 모터 고정자(스테이터) • 교류모터 • 교류발전기 • 구동모터 • 구동모터 최대출력 • 동기모터 • 듀얼모터 • 모터 • 모터룸 • 발전기 • 시동모터 • 싱글모터 • 용단 • 유도모터 • 인휠모터 • 인휠시스템 • 인휠헥사모터 • 직류모터 • 직류발전기 • 축전지 • 코일 • 토크컨버터 • 트라이모터(트리플모터) • 퓨즈 • 퓨즈박스 • 퓨즈풀러 • 필라멘트 • 회전자(로터) • 회전축 구동장치 4매틱 • AWD 디스커넥터 • B-ISG • HTRAC • IGBT • PE모듈 • TCU • xDrive • 가변축 • 가속기 • 가속기 (자동차) • 감속기 • 공회전 속도조절 장치 • 공회전 제한 장치(ISG) • 구동 • 구동벨트 • 구동장치 • 구동축 • 기어(톱니바퀴) • 기어박스 • 기어비 • 기어오일 • 다운시프트 • 동력전달장치 • 뒷차축(리어액슬) • 듀얼클러치 • 무단변속기 • 미션 • 미션오일 • 배전기 • 벨트 • 변속기 • 사륜구동 • 앞차축(프런트액슬) • 업시프트 • 이륜구동 • 전륜구동 • 전축 • 종감속기어 • 차동기어(디퍼런셜) • 차동장치 • 차축(액슬) • 추진축 • 축 • 클러치 • 타이밍벨트 • 파워트레인 • 프로펠러 샤프트 • 후륜구동 • 후축 조향장치 경사각 • 너클암 • 너클 조인트 • 로어암 • 사륜조향 • 스러스트 • 스러스트 각 • 스티어링(조향장치) • 스티어링너클(너클) • 스티어링박스 • 스티어링 샤프트 • 스티어링암 • 어퍼마운트 • 어퍼암 • 전경각 • 전륜조향 • 조향축 • 캐스터 • 캠버 • 캠버각 • 킹핀 • 킹핀 경사각 • 킹핀 오프셋 • 토우 • 후경각 • 후륜조향 • 휠 밸런스 • 휠 얼라인먼트 제동장치 ABS • EBD • HHC • 경사로 밀림 방지 • 드럼브레이크 • 디스크 브레이크(디스크 로터) • 미끄럼 방지장치 • 베이퍼로크 • 보조제동장치(BA) • 브레이크드럼 • 브레이크라이닝 • 브레이크슈 • 브레이크 어시스트 시스템 • 브레이크오일 • 브레이크패드 • 슈팅 브레이크 • 오버라이드 • 오토홀드 • 전자식 제동력 분배(EBD) • 제동장치(브레이크) • 캘리퍼 • 클램프 • 클램핑력(클램프력) • 트랙션 컨트롤 시스템(구동력 제어장치) 서스펜션 가변댐퍼 • 고무부싱(러버부싱) • 기계식 서스펜션 • 댐퍼(제진기) • 더블위시본 서스펜션 • 마운트 • 매직 바디 컨트롤 • 부싱 • 서스펜션(현가장치) • 서스펜션암(컨트롤암) • 쇼크업소버 • 스트럿 서스펜션 • 액티브 서스펜션 • 에어매틱 • 에어서스펜션 • 에어스프링 • 전자제어 서스펜션 • 주파수 감응형 댐퍼 • 코일스프링 • 판스프링 • 플레이너 시스템 • 하시라 • 하이드로 부싱 • 현가상질량 • 현가하질량 흡배기장치 매연저감장치 • 배기 • 배기음 • 배기장치 • 배출 • 에어덕트 • 흡기 • 흡기장치 • 흡배기 • 흡배기장치 • 흡입 위키 : 자동차, 교통, 지역, 지도, 산업, 기업, 단체, 업무, 생활, 쇼핑, 블록체인, 암호화폐, 인공지능, 개발, 인물, 행사, 일반