DC 모터의 구조

안녕하세요.
 
DC 모터 공부를 시작하기 위해 먼저 DC 모터의 구조부터 같이 알아봅시다^^
 

■ DC 모터의 구조

 

먼저 직류 전동기라고도 불리는 DC 모터의 구조가 어떻게 구성되었는지 보겠습니다.

DC 모터의 구조

 

1. 계자 (Field Magnet)

 
DC 모터에서 주 자속을 만들어주는 부분입니다.

DC 모터에서 회전력을 만들어내려면 계자에서 생성되는 자속이 필수적입니다.

플레밍의 왼손 법칙에 의해 회전하기 때문이죠 ㅎㅎ

 

이 자속을 만들어주기 위해서 계자는 영구자석 또는 전자석으로 만들어집니다.

영구자석을 사용하면 별도의 권선 없이 자속 생성이 가능하나, 자속 제어가 어렵다는 단점이 있어요.

반면에 전자석을 사용하면 여자 전원 및 권선이 필요하지만, 자속을 조절할 수 있습니다.

 

2. 전기자 (Armature)

 
계자에서 설명했듯이, 전기자는 계자에서 만들어준 자속과 상호작용하여 회전력을 만들어주는 부분입니다.

전기자에 흐르는 전류와 계자의 자속이 쇄교하여 회전하는 힘을 만들어주기도 하고요.

회전하는 힘과 계자의 자속이 플레밍의 오른손 법칙에 의해서 유기 기전력을 생성하기도 합니다.
 

3. 고정자 (Stator)

 
고정자라는 이름 그대로, 모터에서 고정된 부분을 의미하며 기계적으로 정지하고 있어요.

※ DC 모터에서는 보통 계자가 고정자에 해당합니다~

 

4. 회전자 (Rotor)

 
모터는 결국 부하에 회전력을 공급하는 것이 목적이에요.
모터에서 이 역할을 수행하는 부분이 바로 회전자입니다.
회전자는 기계적으로 회전하여 부하에 토크를 공급합니다!

 

※ DC 모터에서는 보통 전기자가 회전자에 해당합니다~
 

5. 정류자 (Commutator)

 
전기자가 회전하면 전기자 도체에 흐르는 전류는 방향이 바뀌게 됩니다. (교류)

하지만 정류자가 전기자 도체에 흐르는 전류의 방향을 유지해주어 전기자가 지속적인 회전을 가능하게 합니다. (직류)

 

그림의 정류자를 살펴보면 끊어져 있는 부분이 보이죠? 보통은 이 부분에 절연체가 채워져 있습니다.

DC 모터의 회전 원리(플레밍의 왼손 법칙)를 이해하고 있다면 이 구조를 이해하는 데 도움이 될 거에요.

쉽게 말하면 전기자 도체의 전류 방향이 변하기 직전에 전류를 일시적으로 차단하여 회전을 지속하게 해주는 것입니다.

 

그리고 그림을 살펴보면 전원이 공급되는 전선은 고정되어있는 반면에 전기자 도체는 회전하는 것을 알 수 있어요.

이것이 어떻게 기계적으로 가능할까요?!
 

6. 브러시 (Brush)

 
그것은 바로 브러시의 존재 때문입니다.

브러시는 전류를 공급해주는 전선과 정류자를 연결해주는 부품입니다.

브러시는 가만히 있는데, 정류자는 회전하죠.. 그럼 어떻게 될까요?

브러시와 정류자 간의 마찰 때문에 마모와 열이 크게 발생합니다. 따라서 둘 다 매우 튼튼하게 만들어야 해요!

 

※ 브러시는 전도성이 높고 기계적으로 튼튼한 부품으로 만들기 위해 탄소, 금속 등을 사용해서 만든답니다~

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이번 포스팅에서는 DC 모터(직류 전동기)의 구조에 대해 알아보았습니다!

글 읽어주셔서 감사합니다~