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전동기에서 회전자와 고정자 사이의 공극이 일정해야 하는 이유는 무엇인가요?

전동기 구조를 보면 회전자와 고정자 사이에는 매우 작은 틈인 공극이 있다고 배웠습니다. 이 틈이 조금만 달라져도 성능에 영향을 줄 수 있다고 하는데 왜 그렇게 중요한지 궁금합니다. 실제 현장에서는 공극에 이상이 생기면 어떤 증상이 나타나는지도 알고 싶습니다.

4개의 답변이 있어요!

  • 안녕하세요. 박현민 전기기능사입니다.

    공극은 자속이 지나가는 중요한 공간이므로 일정하게 유지되어야 합니다. 공급이 불균일 하면 자속 분포가 불안정해져 진동과 소음이 증가하고 효율도 저하될 수 있습니다. 현장에서는 베어링 마모나 축 휨으로 인해 공급이 변하는 경우가 있으며 심한 경우 회전자와 고정자가 접촉하여 큰 고장으로 이어질 수 잇으므로 정기적인 점검이 필요합니다.

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    채택된 답변
  • 안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

    전동기의 공극이 불균일하면은 자속 균형이 깨져서 한쪽으로 강한 자력이 작용합니다. 그로 인해서 웅하는 진동과 소음이 발생하고 심하면은 회전자가 고정자에 직접 충돌해서 파손이 되는 경우도 있죠. 또한 공극이 넓어진 부분은 자기 저항이 늘어나서 여자 전류가 과도하게 흐릅니다. 그러면 역률이 떨어지고 전압이 불균형되고 권선이 과열을 유발하므로 틈새 게이지나 진동 계로 정기적인 점검을 해야 되는 거죠.

  • 안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.

    네, 전동기에서 회전자와 고정자 사이의 공극이 일정해야하는 이유는 자기장이 균일하게 형성되어

    회전자가 안정적으로 회전하도록 하기 위해서입니다.

    공극이 한쪽은 좁고 반대쪽은 넓어지면 자기력도 한쪽으로 치우치게 됩니다. 그러면 회전자에 불균형한 힘이 발생해 진동과 소음이 증가하고, 베어링에도 불필요한 하중이 걸릴 수 있습니다. 상태가 심하면 회전자와 고정자가 접촉하는 손상으로 이어질 수도 있습니다.

    공극 이상은 보통 베어링 마모, 축 휨, 조립 불량, 하우징 변형 등으로 발생할 수 있습니다. 이 경우 모터가 운전은 되더라도 진동이 커지거나 금속성 소음이 발생하고, 전류 불균형이나 발열이 나타날 수도 있습니다.

    현장에서는 진동과 소음, 베어링 상태를 먼저 확인하고, 필요하면 정지 후 공극을 여러 위치에서 측정해 편차가 있는지 확인합니다.

    정리하면 공극이 일정해야 자기력이 균형을 이루고 회전자가 중심을 유지할 수 있으며, 공극이 불균일하면 진동·소음·베어링 손상과 심한 경우 고정자와 회전자의 접촉까지 발생할 수 있다고 보면 됩니다.

  • 안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.

    전동기는 고정자에서 만들어진 자기장이 공극을 건너서 회전자와 상호작용을 하면서 회전력을 만들게 되는데 공기는 철에 비해서 자기장이 통과하기 어려운 물질 입니다. 그래서 간격이 넓어지게 되면 저항이 증가하게 되고 같은 자기력을 만들기 위해서 더 많은 전류가 필요하게 됩니다. 결국 효율이 떨어지게 되는 것이죠.