놀라운 리니어 인덕션 모터: 직선형 전력에 대한 가이드

현대식 기차가 어떻게 그렇게 조용하게 움직일 수 있는지 궁금한 적이 있나요? 또는 롤러코스터는 어떻게 시끄러운 체인 없이 초고속으로 출발할 수 있을까요? 그 해답은 바로 특별하고 멋진 기계인 선형 유도 모터입니다.

선형 유도 모터는 전기 모터의 일종입니다. 이 모터는 물건을 직선으로 움직이게 합니다. 대부분의 모터처럼 원을 그리며 회전하지 않습니다. 자석과 전기의 힘을 사용하여 경로를 따라 물건을 밀거나 당깁니다. 이 기사에서는 이 똑똑한 발명품에 대해 자세히 설명합니다. 그것이 무엇인지, 어떻게 작동하는지, 어디에서 사용되는지 알아볼 수 있습니다. 간단한 방법으로 설명해 드리겠습니다. 움직이는 물건의 미래에 대해 배울 준비를 하세요!

선형 유도 전동기란 무엇인가요?

선형 유도 모터는 특별한 유형의 비동기 모터입니다. 이는 부품이 고정된 속도로 움직이지 않는다는 의미의 멋진 단어입니다. 선형 유도 모터의 특별한 점은 회전하지 않는다는 것입니다. 일반 회전 유도 모터를 떠올리는 것이 가장 좋은 방법입니다. 모터가 잘려서 펼쳐져 완전히 평평하게 놓여 있다고 상상해 보세요.

특수 설계로 인해 모터는 전기 에너지를 직선 운동(직선 운동)으로 바로 바꿀 수 있습니다. 모터의 가장 중요한 역할은 선형 힘을 생성하는 것입니다. 추력이라고 부르는 이 힘은 트랙을 따라 무언가를 밀거나 당길 수 있습니다. 놀라운 점은 어떤 부품도 닿지 않고 이 작업을 수행한다는 것입니다. 기어나 바퀴가 없습니다. 그렇기 때문에 선형 유도 모터는 충돌 없이 소음이 거의 없이 빠르게 움직여야 하는 물건에 적합합니다.

선형 유도 전동기는 일반 전동기와 어떻게 다릅니까?

회전 모터라고도 하는 일반 모터는 회전하도록 만들어졌습니다. 주방 믹서기나 선풍기의 모터를 생각해보세요. 일반 유도 모터에는 회전하는 부품이 있습니다. 이 부분을 로터라고 합니다. 바깥쪽에 고정되어 있는 부분을 고정자라고 합니다. 그러나 선형 유도 전동기는 평평하다는 점에서 다릅니다. '고정자'는 길고 평평한 트랙이며 '회전자'도 평평한 판입니다.

가장 큰 차이점은 그들이 만드는 움직임의 유형입니다. 하나는 물건을 빙글빙글 돌게 만듭니다. 선형 유도 모터(흔히 LIM이라고 함)는 물건을 똑바로 움직이게 합니다. 즉, 복잡한 기어나 롤러가 필요하지 않습니다. 회전 운동을 직선 운동으로 바꿀 필요도 없습니다. 기존의 회전 유도 모터는 여러 가지 용도로 유용합니다. 하지만 직선으로 간단하고 강력한 움직임이 필요한 경우에는 리니어 모터가 더 나은 선택일 때가 많습니다.

선형 유도 전동기의 주요 부품은 무엇인가요?

선형 유도 전동기의 두 가지 주요 부품을 1차측과 2차측이라고 합니다. 1차자는 고정자의 평면 버전과 같습니다. 코일 와이어의 권선으로 구성됩니다. 이 전선은 강철 적층 스택 안에 있습니다. 이것은 모터의 "활성" 부분입니다. AC 전력에 연결되는 부분입니다.

2차는 로터의 평면 버전과 같습니다. 전기를 전달할 수 있는 단순한 금속판인 경우가 많습니다. 이것은 전도성 금속입니다. 이 시트는 종종 반응판이라고 불리며 알루미늄 또는 구리로 만들어집니다. 이 전도성 플레이트에는 일반적으로 강철로 된 뒷면이 있어 더 튼튼하게 만들어 줍니다. 또한 자기 경로가 더 잘 작동하도록 도와줍니다. 선형 유도 전동기는 1차 부품과 2차 부품 사이에 항상 작은 에어 갭이 있습니다. 1차측은 3상 배선 또는 권선으로 구성됩니다. 이 특수 배선은 이동 자기장을 만듭니다. 반응판의 단순한 디자인은 선형 유도 모터를 매우 강력하고 믿을 수 있는 제품으로 만듭니다. 1차측의 길이는 모터의 작업에 따라 길거나 짧게 만들 수 있습니다.

선형 유도 모터는 어떻게 움직임을 만들어낼까요?

선형 유도 모터의 작동 방식은 전기와 자석의 강력한 법칙에 기반합니다. 이것이 바로 전자기 원리입니다. 1차측 코일을 교류 전원에 연결하면 특별한 종류의 자기장이 만들어집니다. 이 자기장은 한 곳에만 머무르지 않습니다. 대신, 이 자기장은 1차측의 길이를 따라 이동하는 이동 자기장입니다. 이것이 선형 유도 모터의 주요 비결입니다. 놀라운 점은 이 자기장이 움직이기는 하지만 이를 위해 고체 부품이 움직이지 않는다는 것입니다.

1차 부품에서 이동하는 자속은 2차 부품을 통과합니다. 2차 부품은 도체이므로 전기가 이동할 수 있습니다. 이 움직이는 자기장은 2차 판 내부에 전류가 흐르도록 유도하거나 유발합니다. 이를 유도 전류라고 합니다. 이러한 특수 전류를 와전류라고 합니다. 2차측의 이 새로운 전류는 자체 자기장을 생성합니다. 1차측과 2차측의 두 자기장은 서로 밀고 당기며 서로 영향을 주고받습니다. 서로 상호작용하거나 함께 작용하여 강력한 추진력을 만들어냅니다. 이 힘을 추력이라고 합니다. 이 힘은 부품 중 하나를 앞으로 추진하거나 움직이게 하는 힘입니다. 이 모든 것이 에어 갭이라는 작은 공간에서 일어납니다.

선형 유도 전동기의 "슬립"이란 무엇인가요?

모든 종류의 유도 모터에서 회전형인지 평면형인지는 중요하지 않습니다. 움직이는 부품은 움직이는 자기장만큼 빨리 갈 수 없습니다. 자기장의 속도와 움직이는 부품의 속도 사이의 작은 차이를 슬립이라고 합니다. 선형 유도 전동기에서 이것은 2차 부품이 1차 부품이 만드는 이동 자속파보다 항상 약간 느리게 움직인다는 것을 의미합니다.

이 슬립은 매우 중요합니다. 이 슬립이 없으면 모터가 작동하지 않습니다. 만약 2차 부품이 자기장과 같은 속도로 움직인다면 자기장은 2차 부품의 도체와 비교했을 때 정지해 있는 것처럼 보일 것입니다. 그렇게 되면 새로운 전류가 만들어지지 않습니다. 그러면 힘이 생성되지 않습니다. 따라서 선형 유도 전동기가 작동하고 추력을 생성하려면 약간의 슬립이 있어야 합니다. 슬립의 양에 따라 모터의 힘과 속도가 달라집니다. 슬립 값이 낮다는 것은 일반적으로 모터가 매우 잘 작동하고 있으며 에너지가 낭비되지 않는다는 것을 의미합니다.

선형 유도 전동기에는 여러 종류가 있나요?

예, 선형 유도 모터에는 몇 가지 주요 유형이 있습니다. 엔지니어는 작업에 가장 적합한 것을 선택합니다. 가장 일반적인 유형은 단면 선형 유도 모터와 양면 선형 유도 모터입니다. 단면 모터에는 하나의 기본 부품이 있습니다. 하나의 반응판을 마주보고 있습니다. 이것은 많은 시스템에서 사용되는 간단하고 매우 일반적인 디자인입니다.

양면 선형 유도 모터(DLIM)는 조금 더 복잡합니다. 두 개의 주요 부품이 있습니다. 2차 부품은 양쪽에 하나씩 있습니다. 2차 부품은 중간에 매달려 있는 알루미늄 또는 구리 시트입니다. 이 디자인은 더 강력하고 균형 잡힌 힘을 만들 수 있습니다. 이들을 그룹화하는 또 다른 방법은 어느 부분이 더 긴지에 따라 그룹화하는 것입니다. 짧은 1차 디자인에서는 동력 코일 섹션이 움직이는 물체에 있습니다. 트랙은 긴 보조입니다. 디자이너에게 중요한 선택은 1차 또는 2차 중 어느 부분을 움직일 것인지입니다. 이 디자인에서는 1차 부품 또는 2차 부품이 가만히 있는 긴 트랙이 될 수 있습니다. 짧은 기본 디자인은 기차와 같은 것에 자주 사용됩니다.

선형 유도 전동기의 "최종 효과"란 무엇인가요?

선형 유도 모터는 평평하기 때문에 시작과 끝이 있습니다. 이로 인해 원형 회전 모터에는 없는 특별한 문제가 발생합니다. 이 문제를 엔드 이펙트라고 합니다. 1차 부품이 2차 부품 위의 영역에 들어오고 나갈 때 전자기장이 약해지거나 끝 부분에서 모양이 휘어질 수 있습니다.

이러한 최종 효과는 모터의 출력을 낮출 수 있습니다. 또한 에너지를 덜 잘 사용하게 만듭니다. 자속은 둥근 회전 모터처럼 완벽하게 매끄럽고 끝이 없는 경로를 가지지 않습니다. 또한 모터가 전기를 얼마나 잘 사용하는지 측정하는 방법인 역률을 낮출 수 있습니다. 엔지니어들은 이러한 최종 효과를 낮추기 위해 1차측 권선을 설계하는 영리한 방법을 고안해냈습니다. 최종 효과를 극복하는 방법을 알아내는 것은 큰 도전입니다. 이는 정말 좋은 선형 유도 모터를 만드는 데 중요합니다.

선형 유도 모터가 작동하는 모습을 어디에서 볼 수 있나요?

직장에서 선형 유도 모터를 본 적이 있으면서도 몰랐던 적이 있을 거예요! 선형 유도 전동기는 현대 교통수단에 사용되는 것으로 가장 잘 알려져 있습니다. 세계에서 가장 현대적인 고속 열차 중 일부를 추진하거나 밀어내는 데 사용됩니다. 자기 부상 추진을 사용하는 열차를 예로 들 수 있습니다. 매우 부드럽고 조용하기 때문에 많은 공항 교통 시스템과 지하철에서 이를 사용합니다. 디즈니 월드의 투모로우랜드 대중교통 기관 피플 무버는 이 아이디어를 기반으로 한 모터의 유명한 예입니다.

하지만 선형 유도 전동기는 단순한 운송 수단 이상의 용도로도 사용됩니다. 스릴 넘치는 롤러코스터는 종종 강력한 선형 유도 모터를 사용하여 매우 빠른 속도로 자동차를 발사합니다. 공장에서는 컨베이어 벨트나 기계 부품을 매우 조심스럽게 이동하는 데 사용됩니다. 또한 역방향으로 작동하여 제동을 걸 수도 있습니다. 따라서 유도 모터는 무거운 물건을 멈춰야 하는 시스템에도 사용됩니다. 부품 마모를 일으키지 않고 빠르고 안전하게 정지시킬 수 있습니다.

선형 인덕션 모터가 좋은 선택인 이유는 무엇인가요?

선형 유도 모터에는 몇 가지 큰 장점이 있습니다. 가장 큰 장점은 1차 부품과 2차 부품이 닿지 않는다는 점입니다. 부품이 닿지 않기 때문에 마찰이 없습니다. 이는 부품의 마모가 거의 없다는 것을 의미합니다. 마모될 수 있는 기계식 베어링이 필요하지 않습니다. 이 모든 것이 매우 조용하고 유지보수가 적게 필요한 모터로 이어집니다.

힘의 출력은 필요한 곳에 있습니다. 일직선상에 있습니다. 따라서 복잡하고 무거운 기어가 필요하지 않습니다. 또한 1차측과 2차측 사이에 에어 갭이 있어 흙, 비, 눈의 영향을 많이 받지 않습니다. 바퀴 기반 열차보다 가파른 언덕을 더 잘 올라갈 수 있습니다. 바퀴와 트랙 사이에 트랙션, 즉 접지력이 필요하지 않기 때문입니다. LIM의 속도를 매우 잘 제어할 수 있습니다. 이는 주파수 드라이브라는 특별한 도구를 통해 이루어집니다. 엔지니어는 필요한 듀티 사이클 또는 얼마나 자주, 얼마나 오래 작동해야 하는지에 따라 리니어 모터를 선택합니다.

선형 유도 전동기의 미래는 어떻게 될까요?

선형 유도 모터는 매년 인기가 높아지고 있습니다. 세상은 사람과 사물을 더 빠르고 조용하게 움직일 수 있는 방법을 찾고 있습니다. 또한 에너지를 절약할 수 있는 방법을 원합니다. LIM은 이를 위한 훌륭한 선택입니다. 고속 열차 프로젝트에서 더 많이 볼 수 있을 것입니다. 하이퍼루프와 같은 미래의 아이디어에서도 볼 수 있을 것입니다.

심플하고 튼튼한 디자인입니다. 접촉하거나 마모되는 움직이는 부품이 없습니다. 이는 대규모 프로젝트에 큰 장점입니다. 리니어 모터는 스마트 엔지니어링의 좋은 예입니다. 엔지니어들은 회전 모터에서 아이디어를 얻어 필요한 곳에 강력한 직선 운동을 할 수 있는 새로운 방법을 만들었습니다. 초고속 자기부상열차부터 공장 로봇에 이르기까지 선형 유도 모터는 조용히 세상을 발전시키고 있습니다. 선형 유도 모터의 미래는 매우 밝고 흥미진진한 새로운 용도로 가득합니다.

기억해야 할 주요 사항

• 선형 유도 모터(LIM)는 직선으로 움직이기 위해 풀린 일반 모터와 같습니다.
• 1차(전기 코일 포함)와 2차(단순 전도성 판)의 두 가지 주요 부품으로 구성되어 있습니다.
• 이는 1차측에 움직이는 자기장을 만들어 2차측에 전류를 만드는 방식으로 작동합니다. 이렇게 하면 추력이라고 하는 강한 밀어내는 힘이 생깁니다.
• 부품이 서로 닿지 않습니다. 즉, 마찰(마찰)이 없고 마모가 거의 없으며 유지보수가 거의 필요하지 않습니다.
• 선형 유도 모터는 고속 열차, 롤러코스터, 공항 셔틀, 공장 기계 등 다양한 곳에서 사용됩니다.
• 부드럽고 조용하며 강력한 직선 동작이 필요한 모든 작업에 적합한 제품입니다.