from '오빅님 블로그'
아래 그림을 잘 보세요. 일반적이 모터의 Stator의 단면을 간단하게 표시한 모습입니다. 총 6개의 Winding이 있습니다. 삼상이니까 각 상에 2개씩 할당됩니다. 여기에 교류 전원이 인가될 경우, 각각의 Winding은 전자석이 됩니다. 이때 마주보고 있는 같은 상의 Winding끼리, 각각 자석의 다른 극의 역할을 하게 됩니다.
A상, B상, C상이 서로 마주보며 Winding이 구성됩니다 _ 출처 : Siemens
즉, 교류 전원이 인가될 경우, 한쪽은 N극이 한쪽은 S극이 됩니다.
각 상의 Winding끼리의 이루고 있는 각도를 보시기 바랍니다. 각각 120'를 형성하고 있습니다. 이와 같은 구성에서 각 상이 가지고 있는 극의 갯수가 총 2개이지요. 그래서 2극, 2 Pole이라고 부르게 됩니다.
3상 2극 모터의 경우 각 상간의 간격은 120' 입니다 _ 출처 : Siemens1. 모터의 기동
그러면 이제 진짜로 교류 전압을 걸어서 모터를 돌려보겠습니다. 모터를 기동할때 A상에는 전류가 흐르지 않습니다. 따라서 자기장이 형성되지 않습니다. B와 C상에 전류가 형성되고, 아래 그림에 보시는 것 처럼, 왼쪽에서 오른쪽 방향으로 화살표를 따라 자기장이 형성됩니다.
시간이 지나서 시간축의 1으로 이동합니다. A상에 전류가 흐르게 되고, C상에 전류가 흐르지 않습니다. 우하방으로 자기장의 형성 방향이 바뀝니다. 정확하게 60도 돌아갔습니다. 이런식으로 자석이 돌아가는 것 처럼 자기장은 시계방향으로 계속해서 돌아가게 됩니다.
모터의 회전원리 _ 출처 : Siemens
Stator의 Winding에 전원이 인가되어, 회전하는 자기장이 형성되었습니다. 교류의 특성 때문에 자석이 돌아가는 것과 같은 느낌입니다. 각각의 Winding에서 유도된 자기장 때문에, Squirrel Cage의 Rotor에 전류가 유도되게 됩니다..
모터내에서 Stator Winding에서 Rotor Bar로의 전자기유도 _ 출처 : Siemens
이로 인해서 Rotor는 전자석이 되게 됩니다. 아래 그림에서 보시는 바와 같이, Stator의 Winding에 전류가 흐를때, 이때 유도된 자기장은 근처에 있는 Rotor의 Conductor Bar를 관통하게 됩니다. 이때 Conductor바에 전류가 유도되고, End Ring을 따라 돌면서 다시 자기장을 형성하게 됩니다
아래 그림을 잘 봐주시기 바랍니다. Winding A1에 전류가 흘러서 자기장이 유도되었고, 시간이 갈수록 자기장이 강해질 것입니다. 이때 자속을 자르며 인접한 Rotor에 전류가 유도되고, 그 결과 Rotor의 Bar는 S극이 되어, Winding A1 쪽으로 Rotor의 Stator Bar가 당겨지는 모습이 됩니다. 이런 방식으로 모터는 계속해서 회전하게 됩니다.
모터 Winding과 Rotor Bar의 극성관계 _ 출처 : Siemens
2. 동기속도 (Synchronous Speed)
모터의 회전속도는 동기속도(Ns)라고 불립니다. 동기속도는 120 곱하기 주파수(F) 나누기 모터의 극수(P)입니다.
아까와 같이 2극일 경우 60Hz에서는 3600RPM이 됩니다.
| 극수 | 60Hz | 50Hz |
| 2극 | 3600 | 3000 |
| 4극 | 1800 | 1500 |
| 6극 | 1200 | 1000 |
| 8극 | 900 | 750 |
| 10극 | 720 | 600 |
3. 슬립 (Slip)
모터의 회전자기장의 속도가 Rotor가 돌아가는 속도보다 항상 빠릅니다. 모터가 정지한 상태에서 기동하는 과정을 생각해 봅시다. 회전자기장과 Rotor의 상대적인 속도차이가 가장 크게 되죠. 이때 Rotor에 유도되는 전류가 가장 크게 됩니다. 이후 Rotor가 가속되고, 어느순간 동기속도의 가깝에 올라오게 됩니다. 회전자기장의 속도(동기속도)와 실제 Rotor와의 속도 차이를 Slip이라고 합니다.
Slip은 Torque를 형성하기 위해 꼭 필요합니다. 즉, 부하에 따라 Slip은 달라질 수 있음을 인지하시기 바랍니다. 부하가 걸릴 수록 Rotor의 속도는 느려지고, 그 만큼 Rotor에 더 많은 전류가 유도되고, 모터의 소요동력은 커지게 되는 것이지요.
이거는 네이버 지식인 답변 중 하나...
많이들 어려워 하시는 질문이지만 매우 간단히 설명드릴 수 있는 부분이기도 합니다.
모터의 극수 (pole 이라고도 합니다.)
모터내부를 보면 코일이 감겨 있는데요.
이러한 코일의 뭉치를 몇 개로 만드냐에 따라 극 수가 결정됩니다.
코일 뭉치를 2개로 만들게 되면 2극모터 , 4개로 만들게 되면 4극모터가 되는데요.
이런 모터의 내부사정은 모터제조회사의 연구원들이나 알아야 될 사항이구요.
모터의 극수와 회전수 그리고 주파수에 따른 아주 유명한 공식이 있습니다.
모터의 회전수 = ( 120 * 주파수 ) / 모터의 극수
rpm = (120 * frequency ) / pole
위의 공식대로 대입을 해보면 모터의 회전수가 결정됩니다.
주파수는 우리가 살고 있는 곳 한국의 경우 60Hz가 될테구요.
유럽이나 동남아지역은 50Hz가 대부분입니다.
이렇듯 모터의 회전수는 모터의 극수와 주파수에 따라 분류되는데요.
일반적으로 산업용에서 사용되는 모터는 4극모터가 대부분이구요.
특별히 필요할 경우
속도가 빠르게 회전해야하는 경우는 2극모터를
속도가 느리며 토크가 높아야 하는 경우는 6극모터를 선전하시면 됩니다.
디케이엠모터에서 생산하는 일반적인 모터는 대부분 4극모터이며,
필요하실 경우 2극모터로 주문하시면 됩니다.
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