권선형 로터 인덕션 모터: 높은 토크와 속도 조절의 비밀

저는 오랫동안 전기 모터를 다뤄왔습니다. 대형 모터, 소형 모터, 그리고 매우 특별한 작업을 수행하는 모터를 보았습니다. 제가 본 가장 흥미로운 모터 중 하나는 권선형 로터 유도 모터입니다. 매우 열심히 일하는 모터입니다. 큰 크레인이 어떻게 무거운 물건을 그렇게 부드럽게 들어 올릴 수 있는지 궁금한 적이 있다면 이 특별한 모터가 어떤 일을 할 수 있는지 알 수 있을 것입니다.

이 글은 이 강력한 유형의 모터에 대해 배우고 싶은 분들을 위한 글입니다. 상처 로터 모터가 무엇이며 어떻게 작동하는지 살펴볼 것입니다. 또한 일반적인 다람쥐 케이지 모터와 왜 그렇게 다른지 살펴볼 것입니다. 간단한 단어로 설명하겠습니다. 읽기를 마치면이 모터가 가장 어려운 작업에 적합한 이유를 정확히 알 수 있습니다.

상처 로터 모터란 무엇인가요?

간단한 사실부터 시작하겠습니다. 권선 로터 모터는 특수한 유형의 유도 모터입니다. 슬립 링 모터라고도 합니다. 다른 전기 모터와 마찬가지로 자석과 전기를 사용하여 물건을 움직이게 합니다. 모든 모터의 주요 임무는 전력을 움직이는 힘으로 바꾸는 것입니다. 이 모터는 특히 작업이 힘들 때 이 작업을 매우 잘 수행합니다.

"와인드 로터"라는 이름에서 가장 중요한 것을 알 수 있습니다. 로터는 모터에서 회전하는 부분입니다. 이 모터의 로터에는 와이어 코일이 감겨 있습니다. 이 와이어를 권선이라고 합니다. 권선은 단순한 금속 막대가 아닙니다. 절연 권선입니다. 권선은 모터에서 움직이지 않는 부분인 고정자 부분의 권선과 매우 유사합니다.

로터의 이 특수 권선이 동력의 핵심입니다. 로터 권선이 모터 외부의 물체에 연결된 유도 모터의 일종입니다. 이 링크를 통해 모터가 작동하는 동안 모터의 작동 방식을 변경할 수 있습니다. 이러한 외부 제어가 권선형 회전자 유도 전동기를 독특하고 강력한 기계로 만드는 원동력입니다. 이 간단한 부품 하나가 어떻게 큰 차이를 만들 수 있는지 살펴보겠습니다.

이 인덕션 모터는 다람쥐 케이지 모터와 어떻게 다른가요?

모터에 대해 이야기할 때 대부분의 사람들은 일반적인 다람쥐 케이지 유도 모터를 떠올립니다. 세계에서 가장 많이 사용되는 AC 모터 유형입니다. 간단하고 비용이 많이 들지 않으며 믿을 수 있습니다. "다람쥐 케이지"라는 이름은 로터에서 유래했습니다. 로터는 작은 동물을위한 새장처럼 보입니다. 그것은 끝이 결합 된 금속 막대 세트로 만들어집니다.

권선 로터 유도 모터는 동일하지 않습니다. 단순한 다람쥐 케이지 로터가 없습니다. 대신 로터가 더 세밀하고 권선이 있습니다. 다람쥐 케이지 모터와 비교할 때 이것은 매우 중요한 차이점입니다. 단순 다람쥐 케이지 모터는 "한 번 설정하면 잊어버리는" 유형의 기계입니다. 전원을 켜면 속도와 회전력이 거의 정해져 있습니다. 한 가지 작업을 한 가지 속도로 아주 잘 수행합니다.

반면에 권선 로터 모터는 변경할 수 있습니다. 로터 권선에 연결할 수 있습니다. 즉, 언제든지 성능 방식을 변경할 수 있습니다. 이렇게 하면 모터를 더 세밀하게 만들 수 있고 비용이 더 많이 드는 경우가 많습니다. 하지만 일부 작업에서는 변경할 수 있는 기능이 꼭 필요한 경우도 있습니다. 다람쥐 케이지 모터는 기어가 하나뿐인 자동차와 같습니다. 와인드 로터 모터는 모든 기어를 바꿀 수 있는 자동차와 같습니다.

권선형 회전자 유도 전동기에서 슬립 링은 어떤 역할을 하나요?

그렇다면 회전하는 로터에 어떻게 연결할까요? 바로 슬립 링과 브러시가 사용되는 곳입니다. 1분에 수천 번 회전하는 무언가에 전선을 연결하려고 한다고 생각해 보세요. 엄청나게 엉켜 엉망진창이 될 것입니다! 슬립 링은 이 문제에 대한 현명한 해답입니다. 슬립 링은 금속 링입니다. 모터의 회전 막대 위에 있지만 전기가 링과 막대 사이를 통과할 수 없습니다.

로터 와인딩은 이 슬립 링에 연결됩니다. 로터가 회전하면 링도 함께 회전합니다. 브러시라고 불리는 움직이지 않는 일부 탄소 블록이 링에 닿습니다. 전기는 회전하는 로터 권선에서 슬립 링을 거쳐 브러시로 이동합니다. 그런 다음 외부의 컨트롤 박스로 나갑니다. 이를 통해 로터 회로에 부품을 추가할 수 있습니다.

이것이 권선형 로터 유도 전동기의 작동 원리의 핵심입니다. 브러시와 슬립 링이 없으면 로터에 연결할 수 없습니다. 로터 회로의 저항을 변경할 방법이 없기 때문입니다. 이 부분은 단순하게 들리지만 이 유형의 모터를 특별하게 만드는 요소입니다. 이 모터를 사용하면 전력을 매우 다양하게 제어할 수 있습니다. 이 모터는 스마트한 설계의 좋은 예입니다.

와인드 로터 모터의 속도를 어떻게 제어할 수 있을까요?

이 모터의 가장 큰 장점은 속도를 조절할 수 있다는 점입니다. 속도 제어는 방금 이야기한 슬립 링에 연결됩니다. 외부에 있는 저항 세트를 브러시를 통해 로터 회로에 연결할 수 있습니다. 이를 통해 모터의 작동 방식을 변경할 수 있습니다. 저항은 전기가 흐르기 어렵게 만드는 부품입니다.

로터 회로에 저항을 추가하면 모터가 작동하는 방식이 바뀝니다. 로터 저항을 더 많이 추가하면 모터 속도가 느려집니다. 저항을 더 많이 추가할수록 모터는 더 느리게 회전합니다. 이를 통해 속도를 제어할 수 있습니다. 이 저항은 모터 속도가 부드럽게 변하는 데 도움이 됩니다. 이는 매우 조심스럽게 움직여야 하는 작업에 유용합니다.

로터 저항을 변경하는 것은 모터의 속도와 토크를 관리할 수 있는 간단하고 좋은 방법입니다. 모터는 최고 속도뿐만 아니라 특정 속도로 작동하는 데에도 사용할 수 있습니다. 속도 변화가 필요한 작업에 적합합니다. 권선 로터 모터의 속도를 관리할 수 있다는 점은 공장에서 큰 작업을 할 때 매우 유용합니다. 이 모터는 정말 열심히 일합니다.

이 모터의 시동 토크가 왜 이렇게 높은가요?

토크는 물체를 돌리게 하는 비틀림 힘입니다. 모터를 시동할 때 물건을 움직이려면 많은 시동 토크가 필요합니다. 특히 무거운 부하가 연결된 경우 더욱 그렇습니다. 일반적인 다람쥐 케이지 유도 모터는 시동 토크를 만들기 위해 전기 시스템에서 매우 많은 양의 전력을 끌어옵니다. 이는 작동할 때 사용하는 전력보다 6~8배 더 많은 전력을 소비할 수 있습니다!

권선형 로터 유도 모터는 이 문제를 매우 스마트한 방식으로 해결합니다. 높은 시동 토크를 얻기 위해 로터 회로에 많은 저항을 추가합니다. 이를 위해 외부에 저항을 사용합니다. 이렇게 하면 두 가지 놀라운 효과가 있습니다. 첫째, 모터에 필요한 시동 전류의 양을 크게 낮춥니다. 이는 전기 시스템에 훨씬 더 좋습니다. 시동 전류의 양은 다람쥐 케이지 모터보다 훨씬 적습니다. 전류가 낮아지니 큰 도움이 됩니다.

둘째, 이렇게 추가된 로터 저항은 모터를 가장 큰 시동력을 제공하는 방식으로 변경합니다. 모터의 자기장이 더 잘 연결되기 때문에 토크가 더 높아집니다. 따라서 큰 힘을 들이지 않고도 큰 출발력을 얻을 수 있습니다. 모터가 더 빠르게 작동하면 저항을 천천히 제거할 수 있습니다. 이렇게 하면 모터가 최고 속도로 잘 작동할 수 있습니다. 이렇게 하면 강력한 출발과 좋은 주행이라는 두 가지 장점을 모두 얻을 수 있습니다.

이 특수 로터 모터는 어디에 사용되나요?

가정에서는 권선형 로터 모터를 찾을 수 없습니다. 이 모터는 큰 작업을 위한 고강도 모터입니다. 권선형 로터 모터는 높은 시동 토크와 속도 제어 기능이 필요한 작업에 사용됩니다. 매우 무거운 물건을 부드럽고 안전하게 옮기는 데 적합합니다.

다음은 이러한 강력한 로터 모터를 흔히 볼 수 있는 몇 가지 장소입니다:

• 크레인 및 호이스트: 거대한 상자나 철제 빔을 들어 올리려면 매우 무거운 하중으로 시동을 걸 수 있는 모터가 필요합니다. 크레인은 부드러운 제어가 필요하며, 권선 로터 모터가 이를 제공합니다. 크레인의 호이스트는 이러한 유형의 모터를 사용합니다.
• 엘리베이터: 엘리베이터는 매우 부드럽게 시작하고 멈춰야 합니다. 이 모터가 부드러운 출발을 가능하게 합니다.
• 크러셔, 밀, 그라인더: 이러한 기계는 재료가 가득 차면 시동을 걸기 위해 많은 전력이 필요합니다. 권선형 로터 유도 모터는 시동하는 데 필요한 토크를 생성할 수 있습니다.
• 펌프 및 팬: 일부 대형 펌프 시스템은 액체 흐름의 양을 제어하기 위해 속도를 변경할 수 있어야 합니다. 이 유형의 모터는 이러한 용도로 잘 작동합니다.
• 펀치 프레스 및 가위: 이러한 기계는 작업 주기에 따라 높은 토크를 필요로 합니다.

무거운 부하로 모터를 시동해야 하는 모든 작업은 권선 로터 모터를 사용하기에 적합합니다. 또한 부하가 걸린 상태에서 모터의 속도를 제어해야 하는 경우에도 이 모터를 선택하는 것이 좋습니다. 거친 작업을 위한 견고한 모터입니다.

내부를 살펴봅시다: 주요 구성 요소는 무엇인가요?

권선 로터 모터를 분해하면 몇 가지 주요 부품을 볼 수 있습니다. 일종의 유도 모터입니다. 따라서 일부 부품은 다람쥐 케이지 사촌과 비슷하지만 로터는 매우 다릅니다.

1. Stator: 이것은 움직이지 않는 모터의 외부 부분입니다. 자체 권선 세트가 있습니다. 고정자에 AC 전원을 보내면 회전 자기장을 만듭니다. 이는 거의 모든 유도 모터에서 동일합니다.
2. 상처 로터: 이것이 모터의 중심입니다. 회전하는 부분입니다. 단순한 다람쥐 케이지 로터와는 다릅니다. 여기에는 고정자와 마찬가지로 절연 권선 세트가 있습니다.
3. 슬립 링 및 브러시: 앞서 이야기했듯이 이 부품은 회전하는 로터와 전기적으로 연결됩니다. 로터 와인딩의 끝은 슬립 링에 연결됩니다. 브러시는 움직이지 않고 링에 닿아 로터에서 동력을 이동시키지 않습니다.
4. 외부 저항기 뱅크: 이것은 모터 자체 내부에 있지는 않지만 모터가 작동하는 데 매우 중요합니다. 큰 저항기 상자입니다. 브러시를 통해 로터에 연결할 수 있습니다. 이것이 모터가 속도와 힘을 제어하는 방법입니다. 이 가변 저항이 핵심입니다.

이 모든 부품이 함께 작동하여 전체 권선 로터 유도 시스템을 구성합니다. 모터는 단순한 인덕션 기계입니다. 하지만 특수 로터와 슬립 링으로 놀라운 성능을 발휘합니다.

대신 다람쥐 케이지 모터를 사용해도 되나요?

이런 질문을 많이 받습니다. 다람쥐 케이지 모터는 더 간단하고 비용이 적게 듭니다. 또한 유지 관리도 덜 필요합니다. 그렇다면 왜 항상 사용하지 않을까요? 답은 각 작업마다 다르다는 것입니다. 많은 작업에서 다람쥐 케이지 유도 모터는 완벽한 도구입니다. 항상 같은 속도로 팬을 작동시키기 위해 모터가 필요하다면 다람쥐 케이지 모터가 가장 좋습니다.

하지만 10톤이나 되는 물건을 들어 올려야 한다면 어떨까요? 일반적인 다람쥐 케이지 모터는 시동을 걸기 위해 엄청난 양의 전력을 끌어내려고 할 것입니다. 그러면 전원이 꺼지거나 전기 시스템이 손상될 수 있습니다. 심지어 무게를 들어 올리기에 충분한 시동 토크를 만들지 못할 수도 있습니다. 모터가 제 역할을 하지 못할 수도 있습니다.

이것이 바로 와인드 로터 모터가 가장 잘 작동하는 곳입니다. 이러한 종류의 작업을 위해 제작되었습니다. 움직이지 않을 때 매우 높은 토크를 생성할 수 있으며 적은 양의 전류를 사용합니다. 즉, 전기 시스템에 스트레스를 주지 않고도 무거운 짐을 옮길 수 있습니다. 따라서 항상 한쪽만 사용할 수는 없습니다. 작업에 적합한 모터를 선택해야 합니다. 높은 시동 토크와 부드러운 시동이 필요한 경우 권선형 로터 모터가 유일한 선택인 경우가 많습니다.

가변 주파수 드라이브(VFD)는 어떤가요? 더 나은 선택일까요?

모터 제어의 세계는 항상 변화하고 있습니다. 오늘날에는 가변 주파수 드라이브(VFD)라는 훌륭한 새 도구가 있습니다. VFD는 일반 다람쥐 케이지 모터의 속도를 변경할 수 있는 전자 박스입니다. 모터에 공급되는 전기의 주파수를 변경하여 이를 수행합니다.

VFD는 현재 많이 사용되고 있습니다. 과거에는 세밀한 권선 로터 모터가 필요했던 작업을 저렴하고 간단한 다람쥐 케이지 모터로 수행할 수 있게 해줍니다. VFD를 사용하면 일반 유도 모터도 뛰어난 속도 제어가 가능합니다. 심지어 더 높은 시동 토크를 만들 수도 있습니다. 많은 새로운 프로젝트에서 권선 로터 모터 대신 VFD와 다람쥐 케이지 모터를 선택할 수 있습니다.

하지만 권선형 로터 모터는 여전히 필요합니다. 이 모터는 매우 견고하고 매우 거친 곳에서도 작동할 수 있습니다. 일부 매우 고출력 작업에서는 여전히 권선형 로터 모터가 크고 세밀한 VFD 시스템보다 비용 대비 성능이 우수하거나 더 신뢰할 수 있습니다. 또한 이미 있는 시스템의 오래된 모터를 교체하는 경우 다른 권선형 로터 모터를 사용하는 것이 가장 쉬운 경우가 많습니다. 새로운 가변 주파수 드라이브는 상황을 변화시켰지만, 거친 구형 권선 로터 모터를 더 이상 필요 없게 만들지는 않았습니다.

알아야 할 주요 장단점은 무엇인가요?

마지막으로 좋은 점과 나쁜 점을 살펴보겠습니다. 다른 공구와 마찬가지로 권선형 로터 유도 전동기도 좋은 점과 나쁜 점이 있습니다. 필요한 용도에 적합한 모터인지 결정하기 전에 이 두 가지를 모두 아는 것이 중요합니다.

장점(장점):

• 높은 시동 토크: 매우 무거운 하중으로 시작할 수 있습니다. 이것이 최고의 기능입니다.
• 낮은 시작 전류: 시동을 걸 때 전기 시스템에 큰 스트레스를 주지 않습니다.
• 원활한 시작: 속도를 천천히 부드럽게 올릴 수 있습니다. 이는 관리가 필요한 로드에 적합합니다.
• 속도 변경 가능: 로터 저항을 변경하여 실행 속도를 제어할 수 있습니다.

단점(단점):

• 비용이 더 듭니다: 이 모터는 다람쥐 케이지 모터보다 더 세밀하고 제작 비용이 더 많이 듭니다.
• 유지 관리가 더 필요합니다: 슬립 링과 브러시가 마모되었습니다. 점검하고 교체해야 합니다.
• 더 많은 전력을 낭비합니다: 일부 전력은 열로 전환되어 외부 저항기에서 손실됩니다. 이는 느린 속도로 실행할 때 가장 많이 발생합니다.
• 더 큰 크기: 같은 출력을 내는 다람쥐 케이지 모터보다 더 크고 무거운 경우가 많습니다.

이러한 점을 알면 이 모터가 왜 특수 작업을 위한 특별한 도구인지 알 수 있습니다. 모든 작업에 적합한 것은 아니지만 특별한 강점이 필요한 경우 다른 어떤 모터도 잘 작동하지 않습니다.

기억해야 할 사항

권선 로터 유도 전동기에 대해 알아보는 데 도움이 되었기를 바랍니다. 전기 모터의 세계에서 매우 흥미로운 기계입니다. 다음은 기억해야 할 가장 중요한 사항입니다:

• 권선형 로터 모터는 로터에 와이어 권선이 있는 특수 유도 모터입니다.
• 슬립 링과 브러시를 사용하여 로터를 외부의 회로에 연결합니다.
• 로터에 저항을 추가하면 모터의 속도를 제어할 수 있습니다. 낮은 시동 전류로 매우 높은 시동 토크를 얻을 수도 있습니다.
• 이 로터 모터는 크레인, 호이스트, 밀과 같은 무거운 작업에 적합합니다.
• 일반적인 다람쥐 케이지 모터보다 더 세밀하고 비용이 많이 들며 유지 관리가 더 필요합니다.
• 새로운 VFD는 이제 일반 모터와 비슷한 성능을 제공할 수 있지만, 권선형 로터 모터는 여전히 거친 작업에 사용됩니다.