모터 - 전동기와 발전기의 구조와 원리 - 전자기 유도

안녕하세요. 지햄스입니다. 오늘은 모터의 구조와 원리 그리고 어떻개 해서 모터가 생겨났을까에 대해 이야기 할려고 합니다. 우리가 전기를 만드는 이유라고 하면 빛과 열을 얻기 위함이 있고 그리고 바로 오늘 이야기할 모터를 돌리기 위해서 입니다. 전기로 모터를 돌림으로써 물리적인 힘을 얻습니다.

전자기 유도

구리선 근처에서 자석을 움직이거나 자석 근처에서 구리선을 움직일 때 구리선에 전류가 흐르는 현상은 위대한 과학자 마이클 페러데이가 발견하여 오늘날 전동기와 발전기의 원리가 됩니다.

패러데이 법칙

코일에 유도된 전류의 세기는 코일의 감은 수와 단위시간당 코일을 통과하는 자기장 변화에 비례 단위시간당 코일을 통과하는 자기장의 변화가 커질수록 유도 전류가 더 많이 흐른다.

페러데이의 전자기 유도

유도전류란 전자기 유도에 의해 흐르는 전류입니다. 아래 그림은 발전기의 원리입니다.

자기장이 형성된 자석 사이에서 구리선을 회전 시킵니다. 화살표 방향으로 회전 시킬 때 구리선에 전류는 화살표 방향으로 흐르게 됩니다. 구리선이 자석의 N극과 S극을 지날 때 마다 전류의 방향이 바뀌게 됩니다. 회전 속도가 빠를수록 전류의 세기가 세집니다. 자기장을 통과하는 구리선의 면적이 클수록 전류의 세기가 세집니다.

터빈 발전기

이런 원리로 구리선을 많이 감아 코일의 형태를 만든다음 프로펠러를 돌려 전기를 만드는 발전기를 터빈 발전기라고 합니다. 회전력을 얻기위해 화력발전소에서는 석탄을 태워 증기를 만들어 그 힘으로 발전기를 돌립니다. 수력 발전소는 물이 떨어지는 힘으로 발전기를 돌리게 되고 원자력 발전소라면 핵분열의 힘으로 증기를 만들어 돌립니다. 발전소는 전기를 만들기 위해 터빈 발전기를 돌리는 곳이라고 해도 됩니다.

전동기는 벌전기의 원리를 정반대로 이용하는 것입니다. 전기를 공급하여 전자석을 만들고 자력을 회전시켜 회전자에 달린 자석이 따라서 도는 원리 입니다.

유도전동기

회전자와 고정자

모터에 대해 간단하게 알아보았습니다. 이 모터를 제어하기 위해서 전기를 배운다고 해도 과언은 아닙니다. 그 만큼 전기제어에서 모터제어가 차지하는 비중은 크다고 할 수 있습니다. 모터제어를 하기 위해 여러가지 필요한 전장품이 있는데 대표적으로 EOCR이 있습니다. 다음에는 EOCR에 대해서 포스팅 해보도록 하겠습니다.