AC 정류자 모터

Charles Proteus Steinmetz가 미국에 도착한 후 첫 번째 임무는 브러시드 정류자 모터의 교류 버전 설계에서 발생하는 문제를 조사하는 것이었습니다. 실제 공사를 앞두고 모터를 설계할 수 없는 상황이었다.

모터 설계의 성공 또는 실패는 실제로 제작 및 테스트될 때까지 알 수 없습니다. 그는 자기 히스테리시스 법칙을 공식화했습니다. 솔루션을 찾는 데 있습니다. 히스테리시스는 자화력에 비해 자기장 강도가 뒤처지는 현상입니다. 이로 인해 DC 자기에는 없는 손실이 발생합니다.

낮은 히스테리시스 합금 및 합금을 얇은 절연 라미네이션으로 분해 구축하기 전에 AC 정류자 모터를 정확하게 설계할 수 있었습니다.

유사한 DC 모터와 마찬가지로 AC 정류자 모터는 AC 유도 모터보다 시동 토크와 속도가 더 높습니다.

직렬 모터는 기존 AC 모터의 동기 속도보다 훨씬 높게 작동합니다. AC 정류자 모터는 단상 또는 다상일 수 있습니다. 단상 AC 버전은 다상 모터에 없는 이중 라인 주파수 토크 맥동을 겪습니다.

정류자 전동기는 유도 전동기보다 훨씬 빠른 속도로 작동할 수 있으므로 비슷한 크기의 유도 전동기보다 더 많은 전력을 출력할 수 있습니다. 그러나 정류자 모터는 브러시와 정류자의 마모로 인해 유도 모터만큼 유지 보수가 필요하지 않습니다.

단상 시리즈 모터

적층 계자가 장착된 DC 시리즈 모터가 AC에 연결되면 계자 코일의 지연 리액턴스가 계자 전류를 상당히 감소시킵니다. 이러한 모터가 회전하는 동안에는 작동이 미미합니다.

시작하는 동안 브러시로 단락된 정류자 세그먼트에 연결된 전기자 권선은 단락된 변압기가 필드로 회전하는 것처럼 보입니다. 그 결과 뼈대가 회전하기 시작할 때 브러시에서 상당한 아크와 스파크가 발생합니다.

이것은 속도가 증가함에 따라 덜 문제가 되며 이는 정류자 세그먼트 간에 아크와 스파크를 공유합니다. 지연 리액턴스와 아크 브러시는 고속으로 작동되는 매우 작은 보상되지 않은 직렬 AC 모터에서만 허용됩니다. 핸드 드릴 및 주방 믹서보다 작은 시리즈 AC 모터는 보상되지 않을 수 있습니다. (아래 그림)

비보상 시리즈 AC 모터

보상 시리즈 모터

아크와 스파크는 보상 권선 을 배치하여 완화됩니다. 전기자와 직렬로 연결된 고정자는 그 자기력(mmf)이 전기자 AC mmf를 상쇄하도록 배치됩니다.

더 작은 모터 에어 갭과 더 적은 필드 턴은 역률을 개선하는 전기자와 직렬로 지연 리액턴스를 줄입니다. 매우 작은 AC 정류자 모터를 제외한 모든 모터는 보상 권선을 사용합니다. 주방 믹서에 사용되는 모터와 같거나 더 큰 모터는 보상된 고정자 권선을 사용합니다.

보상 직렬 AC 모터

범용 모터

소형(300와트 미만) 범용 모터 설계 가능 DC 또는 AC에서 실행됩니다. 매우 작은 범용 모터는 보상되지 않을 수 있습니다. 더 큰 고속 범용 모터는 보상 권선을 사용합니다.

모터는 AC에서 발생하는 리액턴스로 인해 DC보다 AC에서 느리게 실행됩니다. 그러나 사인파의 피크는 자기 경로를 포화시켜 총 자속을 DC 값 아래로 감소시켜 "직렬" 모터의 속도를 증가시킵니다.

따라서 오프셋 효과는 DC에서 60Hz까지 거의 일정한 속도를 나타냅니다. 드릴, 진공 청소기 및 믹서와 같이 3000~10,000rpm이 필요한 소형 라인 작동 기기는 범용 모터를 사용합니다.

그러나 솔리드 스테이트 정류기 및 저렴한 영구 자석의 개발로 DC 영구 자석 모터가 실행 가능한 대안이 되고 있습니다.

반발 모터

반발 모터는 AC 라인 전압에 직접 연결된 필드와 15° 오프셋된 한 쌍의 단락된 브러시로 구성됩니다. ~ 25° 필드 축에서. 필드는 자기장이 필드 코일의 자기장과 반대되는 단락된 전기자에 전류 흐름을 유도합니다.

필드 축을 기준으로 브러시를 회전하여 속도를 제어할 수 있습니다. 이 모터는 동기 속도보다 낮은 정류율이 우수하고 동기 속도보다 낮은 정류 특성을 가지고 있습니다. 낮은 시동 전류는 높은 시동 토크를 생성합니다.

반발 AC 모터

반발 유도 전동기

인덕션 모터가 압축기와 같이 하드 시동 부하를 구동하는 경우 반발 모터의 높은 시동 토크를 사용할 수 있습니다. 유도 전동기 회전자 권선은 한 쌍의 단락된 브러시로 시작하기 위해 정류자 세그먼트로 나옵니다.

거의 작동하는 속도에서 원심 스위치는 모든 정류자 세그먼트를 단락시켜 농형 로터의 효과를 제공합니다. 브러시 수명을 연장하기 위해 브러시를 들어 올릴 수도 있습니다. 기동 토크는 순수 유도 전동기의 200% 미만에 비해 최대 속도 값의 300% ~ 600%입니다.

요약:AC 정류자 모터

<울>

단상 시리즈 모터 DC 정류자 모터와 같은 모터를 구축하려는 시도입니다. 결과 모터는 가장 작은 크기에서만 실용적입니다.

보상 권선을 추가하면 보상 직렬 모터가 생성됩니다. , 과도한 정류자 스파크 극복. 대부분의 AC 정류자 모터가 이 유형입니다. 고속에서 이 모터는 동일한 크기의 인덕션 모터보다 더 많은 전력을 제공하지만 유지보수가 필요하지 않습니다.

AC 또는 DC로 구동되는 소형 가전 모터를 생산하는 것이 가능합니다. 이것은 범용 모터로 알려져 있습니다. .

AC 라인은 반발 모터 의 고정자에 직접 연결됩니다. 브러시에 의해 단락된 정류자와 함께.

개폐식 단락 브러시는 권선형 회전자 유도 전동기를 시작할 수 있습니다. 이를 반발 유도 전동기라고 합니다.