학문
직류 전동기의 속도는 어떻게 조절하나요?
직류 전동기를 사용하는 장치에서는 원하는 회전 속도를 유지하거나 변화시키려면 어떤 전기적 방법을 적용할 수 있고, 전압과 부하의 변화는 회전 속도에 어떤 영향을 미치는지 의견 부탁드립니다.
5개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.
직류 전동기의 속도는 기본적으로 전기자에 공급하는 전압을 조절해 바꿀 수 있고, 전압이 높아진다면 일반적으로 회전속도 또한 증가합니다.
실제 장치에서는 전압을 단순하게 낮추기보다는 PWM 방식으로 전원을 빠르게 켰다 껏다 하면서 평균 전압을 조절하는 방법들이 많이 사용되는데, PWM은 전력 손실이 비교적 적기도 하고, 저속에서도 제어가 쉬워 모터 속도 제어에 적합하다고 보시면 됩니다.
일부 직류 전동기의 경우는 계자전류를 조절해 자기장의 세기를 바꾸는 방법으로도 속도를 조절할 수 있고, 모터에 부하가 커지면 더 큰 토크가 필요해 전류가 증가하고, 공급 조건이 같다면 회전속도는 어느 정도 떨어질 수 있습니다. 정확한 속도를 유지하려면 엔코더나 홀센서로 실제 회전속도를 측정하고 제어기나 전압이나 PWM 비율을 자동으로 보정하게 됩니다.
결국 직류 전동기의 속도는 공급 전압과 PWM 제어, 자기장의 세기, 그리고 부하 크기를 함께 고려해 조절한다고 보면 되곘습니다.
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채택된 답변안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
직류 전동기의 속도는 역기전력 공식을 기반으로 계속 자속을 조절하는 계좌 제어 전기자 공급 전압을 변경하는 전압 제어 전기자 회로의 저항을 바꾸는 저항 제어로 조절합니다 공급 전압이 올라가면 전동기의 속도는 비례하여 증가하며 반대로 부하 토크가 증가하면 전기자 전류와 내부 전압 강하가 늘어나 회전 속도가 다소 감소하게 됩니다. 현대 산업 현장에서는 전력 손실이 많은 저항 제어 대신 맥심폭 변조 제어를 포함한 전압 제어 방식을 주로 채택하여 정밀하게 속도를 제어합니다 전압 상승은 속도를 올리고 부하 증가 감소는 속도를 떨어뜨리므로 안정적인 속도 유지를 위해서는 전원 전압의 정류 및 부하 변동에 대응하는 정전압 정속도 제어 회로가 필수적입니다
안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.
직류 전동기의 속도는 계속해서 계자 자속을 바꾸거나 계자 저항을 조절해서 제어합니다. 주로 타경 전압 조절 방식으로 전기적인 속도 변속을 많이 쓰죠. 전압이 올라가면 속도도 함께 빨라집니다. 하지만 부하 토크가 증가해서 아무래도 역전압이나 내부 저항 손실 때문에 회전 속도가 살짝 떨어지는 현상이 발생하죠. 그래서 안정적인 회전수를 유지하려면 부하 변동에 맞춰서 공급 전압을 세밀하게 조율하는게 핵심기술입니다.
안녕하세요. 설재훈 전문가입니다. 직류 전동기의 회전속도는 기본적으로 전압과 부하의 영향을 많이 받습니다.
전압을 높이면 모터에 더 강한 전기적 힘이 생겨 회전속도가 빨라지고, 전압을 낮추면 속도가 느려집니다. 그래서 원하는 속도를 유지하려면 전압을 조절하는 방법을 많이 사용합니다.
반대로 부하가 커지면 모터가 더 큰 힘을 필요로 하기 때문에 회전속도가 떨어지려는 현상이 나타납니다. 이때 전압이나 전류를 조절해서 부족한 힘을 보충하면 속도를 다시 유지할 수 있습니다.
결국 전압을 조절하면 속도를 변화시킬 수 있고, 부하가 증가하면 속도가 떨어지기 때문에 이를 보상해서 일정한 속도를 유지하는 것이 핵심이라고 생각합니다.
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
직류 전동기 속도는 전압으로 조절하는 게 기본이에요. 전동기 회전 속도는 걸어주는 전압에 거의 비례해서, 전압을 올리면 빨라지고 내리면 느려져요. 요즘은 전압을 직접 낮추는 대신 전원을 초당 수만 번 껐다 켰다 하며 켜진 시간의 비율로 평균 전압을 만드는 PWM 방식을 주로 써요. 열 손실이 적어서 드릴이나 전기자전거 속도 조절이 다 이 방식이에요.
다른 방법도 있어요. 계자 권선의 자기장을 약하게 하면 오히려 속도가 올라가는 계자 제어는 고속 운전에 쓰이고, 회로에 저항을 넣어 떨어뜨리는 방식은 간단하지만 전기를 열로 버려서 요즘은 잘 안 써요.
부하의 영향은 반대 방향이에요. 짐이 무거워지면 전동기가 더 큰 힘을 내느라 전류가 늘고, 내부 저항에서 전압이 깎이면서 속도가 떨어져요. 그래서 일정한 속도가 필요한 장치는 속도를 측정해 전압을 실시간으로 보정하는 피드백 제어를 함께 써요. 전압이 액셀이고 부하가 오르막이라고 보면, 오르막에서도 속도를 지키려고 액셀을 자동으로 더 밟아주는 구조인 거예요 :)