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기사/공사필기

회전 전기자형 동기 전동기는 회전 자계를 형성하나요?

작성자
fowles112
작성일
2025-06-17 19:05:45
No.
179486
교재명
회전 전기자형 동기 전동기
페이지
104
번호/내용
5장 회전변류기와 104p 22번 문제
강사명
이재현


1.


우선 회전 계자형 동기 전동기의  원리는 이해를 하고 있습니다.


고정된 전기자 측에서 회전 자계를 만들어야 계자가 따라오면서 회전자(계자)가 회전하는 것이겠죠.



근데 회전 변류기 파트에 오니 동기 전동기 중에서도 회전 전기자형 동기 전동기를 이용한다고 적혀있는데


회전 변류기의 원리는 강의 내용을 듣고 이해했습니다.



회전 전기자형 동기 전동기의 회전자가 회전하면 발전기 부분의 회전자와 기계적으로 연결이 돼서, 발전기 안에 전기자도 회전을 하고


계자 속에서 발전을 하는 방식.



여기서 이해가 안가는 것이 회전 자계가 어디에 그리고 왜 형성되냐는 것입니다.



직류 전동기의 원리와 같이 회전 전기자형 동기 전동기도 고정된 계자에서 자속이 흘러나오면


전기자에 전류를 흘려서 플레밍의 왼손 법칙으로 토크를 만들어 회전시키는 것이 원리라고 생각했습니다.



하지만 전기자가 회전하면서 회전 자계도 만든다는 것을 어떻게 받아들이면 될까요?


회전 전기자형 동기 전동기가 회전을 하는데 회전 자계가 꼭 필요한가요?


그리고 이 회전 자계의 방향이 실제 전기자가 돌아가는 방향과 반대라는 것도 이해하기가 힘듭니다.




2.


회전 변류기의 직류 전압 조정법에 대해서 고정자인 계자에 자속을 높이는 것과 상관없고, 교류측의 입력 전압을 높여야 된다고 말씀하셨는데.


교류측의 입력 전압을 높이면 동기속도 자체가 올라가면서 직류 발전이 더 잘된다는 의미인가요?


직류발전기의 유기기전력 E = k x 자속 x 회전수 에서 자속은 상관이 없다고 하셨으므로 남은 건 회전수 밖에 없다고 생각했거든요.



3. 


고정자인 계자는 또 다른 DC 전원을 넣어서 계자전류를 계속 흘려주는 상태인가요?




4.


강의에서 전동기가 움직이면 다시 발전기 역할도 하기 때문에 역기전력에 의해 발생한 전류 성분을 정류자로 뽑아낸 것이 직류 성분이라고 말씀하셨는데, 간단한 원리가 궁금합니다.


전기자 회로를 공유하고 있으면 전기자에는 교류 전원이 1차적으로 입력되기 때문에 교류 전류도 흐를텐데


정류시에 원래 입력에 쓰였던 교류 전류도 같이 정류돼서 출력되는 것인지, 역기전력에 의한 전류만 따로 뽑아내는 것인지 궁금합니다.


COMMENTS

다산에듀 운영교수
2025-06-18 10:00:37
안녕하세요. 답변드립니다.

여러 개의 질문이 있을 경우, 번거로우시겠지만 각각을 별도의 글로 작성해 주시면 감사하겠습니다.

Q1.
"회전 전기자형"은 전기자가 회전하고, 계자가 고정된 구조입니다.

전기자에 3상 교류가 공급되면 전기자 권선이 회전하면서 자속을 회전자에 따라 움직이게 합니다.

이 자속은 고정된 계자 기준에서는 회전하는 것처럼 보이며, 그 결과 회전 자계가 형성된 것으로 해석됩니다.

즉, 회전 자계는 3상 교류가 인가된 '권선 내부'에 만들어진 자기장입니다.

이 회전 자계가 고정된 계자와 상호작용하여 토크가 발생하고, 동기 속도로 회전이 유지됩니다.


고정된 계자 기준에서 보면, 전기자에 의해 만들어지는 회전 자계의 방향이

실제 전기자가 물리적으로 회전하는 방향과 반대가 됩니다.

이는 패러데이의 유도 법칙과 플레밍의 법칙에 따른 것입니다.

Q2.
교류측(입력측)의 전압을 높이면, 회전수가 증가하게 되고,
이로 인해 발전기 부분의 유기 기전력이 커집니다.

Q3.
네, 고정자인 계자에는 별도의 DC 전원을 연결하여 여자전류를 계속 흘려줍니다.

Q4.
입력 교류 전류는 전기자에서 회전 운동을 만들고,

회전하는 전기자는 계자 자속을 끊으면서 발전기처럼 역기전력을 발생시킵니다.

이때 발생한 역기전력에 의해 흐르는 전류만이
정류자를 통해 직류로 변환되어 외부 부하로 공급됩니다.

입력 교류 전류는 정류에 직접적으로 사용되지 않으며,
오직 발전기 동작에 의해 유도된 전류만이 정류되어 직류로 나갑니다.