전기 모터의 작동 원리

간단한 모터에는 6개의 부품이 있습니다.

모터가 어떻게 작동하는지 이해함으로써 일반적으로 자석, 전자석 및 전기에 대해 많은 것을 배울 수 있습니다. 이 기사에서는 전기 모터가 작동하는 이유를 배웁니다.

내용물

1. 전기 모터 내부
2. 장난감 모터
3. 더 많은 모터 부품
4. 전자석 및 모터
5. 전기자, 정류자 및 브러시
6. 함께 모아서
7. 어디에나 있는 모터!

전기 모터는 자석과 자기에 관한 것입니다. 모터는 자석 을 사용하여 동작을 생성합니다. 자석을 가지고 놀아본 적이 있다면 모든 자석의 기본 법칙에 대해 알고 있을 것입니다. 반대는 끌어 당기고 밀어내는 것을 좋아합니다. 따라서 끝이 "북쪽"과 "남쪽"으로 표시된 두 개의 막대 자석이 있는 경우 한 자석의 북쪽 끝이 다른 자석의 남쪽 끝을 끌어당깁니다. 다른 한편으로, 한 자석의 북쪽 끝은 다른 자석의 북쪽 끝을 밀어낼 것입니다(그리고 유사하게 남쪽은 남쪽을 밀어낼 것입니다). 전기 모터 내부에서 이러한 인력과 반발력은 회전 운동을 생성 합니다 .

상기 도면에서, 모터에 두 개의 자석을 볼 수 계자 자석은 영구 자석 인 반면, 전자석은 아마추어 (또는 회 전자) (계자가 될 수 전자석 도 있지만 ISN 가장 작은 모터로의 ' 전력을 절약하기 위해).

여기서 해부되는 모터는 일반적으로 장난감에서 볼 수 있는 간단한 전기 모터입니다.

이것은 동전 한 푼 정도의 작은 모터라는 것을 알 수 있습니다. 외부에서 모터 본체, 액슬, 나일론 엔드 캡 및 2개의 배터리 리드 를 구성하는 강철 캔을 볼 수 있습니다 . 모터의 배터리 리드를 손전등 배터리에 연결하면 축이 회전합니다. 리드를 반대로 하면 반대 방향으로 회전합니다. 다음은 동일한 모터에 대한 두 가지 다른 보기입니다. (두 번째 장면에서 강철 캔 측면에 있는 두 개의 슬롯에 유의하십시오. 그 목적은 잠시 후에 더 분명해질 것입니다.)

나일론 엔드 캡은 강철 캔의 일부인 두 개의 탭으로 제자리에 고정되어 있습니다. 탭을 뒤로 구부리면 엔드 캡을 풀고 제거할 수 있습니다. 엔드 캡 내부에는 모터의 브러시가 있습니다. 이 브러시는 모터가 회전할 때 배터리에서 정류자로 전력을 전달합니다.

차축은 전기자와 정류자를 고정합니다. 전기자는 전자석 세트이며 이 경우 3개입니다. 이 모터의 전기자는 전기자의 세 극 각각에 얇은 구리선이 감겨 있는 얇은 금속판 세트입니다. 각 전선의 두 끝(각 극에 한 전선)을 단자에 납땜한 다음 세 단자 각각을 정류자의 한 판에 배선합니다.

모든 DC 전기 모터의 마지막 부분은 자기장 자석입니다. 이 모터의 계자석은 캔 자체와 두 개의 곡선형 영구 자석으로 구성됩니다.

각 자석의 한쪽 끝은 캔으로 절단된 슬롯에 닿고 고정 클립은 두 자석의 다른 쪽 끝을 누릅니다.

전기 모터가 작동하는 방식을 이해하려면 전자석이 작동 하는 방식을 이해하는 것이 중요 합니다. (자세한 내용은 전자석 작동 방식 을 참조 하십시오.)

전자석은 전기 모터의 기본입니다. 다음 시나리오를 상상하면 모터에서 작동하는 방식을 이해할 수 있습니다. 100개의 와이어 고리를 못에 감고 배터리에 연결하여 간단한 전자석을 만들었다고 가정해 보겠습니다 . 배터리가 연결되어 있는 동안 못은 자석이 되어 북극과 남극을 갖게 됩니다.

이제 아래 그림과 같이 못 전자석을 잡고 그 가운데에 축을 통과시켜 말굽형 자석 가운데에 매달았다고 가정해 보겠습니다. 못의 북쪽 끝이 그림과 같이 나타나도록 전자석에 배터리를 부착하면 자기의 기본 법칙에 따라 어떻게 되는지 알 수 있습니다. 전자석의 북쪽 끝은 편자 자석의 북쪽 끝에서 밀어냅니다. 말굽 자석의 남쪽 끝에 끌립니다. 전자석의 남쪽 끝은 비슷한 방식으로 반발됩니다. 못은 반 바퀴 정도 움직인 다음 표시된 위치에서 멈춥니다.

이 반바퀴 회전은 단순히 자석이 자연스럽게 서로를 끌어당기고 밀어내는 방식 때문임을 알 수 있습니다. 전기 모터의 핵심은 한 단계 더 나아가 이 반바퀴 운동이 완료되는 순간 전자석의 장이 뒤집히도록 하는 것 입니다. 플립은 전자석이 또 다른 반바퀴 운동을 완료하도록 합니다. 전선에 흐르는 전자의 방향을 바꾸는 것만으로 자기장을 뒤집을 수 있습니다(배터리를 뒤집으면 됩니다). 전자석의 자기장이 각각의 반바퀴 운동이 끝날 때 정확한 순간에 뒤집힌다면 전기 모터는 자유롭게 회전할 것입니다.

이전 페이지의 이미지를 고려하십시오. 전기자 전기 모터에 손톱의 일어난다. 전기자는 금속 코어의 두 개 이상의 극에 가는 와이어를 감아 만든 전자석입니다.

전기자에는 차축 이 있고 정류자는 차축에 부착되어 있습니다. 오른쪽 다이어그램에서 동일한 뼈대의 세 가지 다른 보기(전면, 측면 및 종단)를 볼 수 있습니다. 종단면에서 권선은 제거되어 정류자를 더 명확하게 만듭니다. 정류자는 단순히 차축에 부착된 한 쌍의 판임을 알 수 있습니다. 이 플레이트는 전자석 코일에 대한 두 개의 연결을 제공합니다.

전기 모터의 "전기장 뒤집기" 부분은 정류자 와 브러시 의 두 부분으로 수행됩니다 .

오른쪽 그림은 정류자와 브러시가 함께 작동하여 전류가 전자석에 흐르도록 하고 전자가 흐르는 방향을 바로 적시에 뒤집는 방법을 보여줍니다. 정류자의 접점은 전자석의 축에 부착되어 자석과 함께 회전합니다. 브러시는 정류자의 접점과 접촉하는 탄력 있는 금속 또는 탄소 두 조각입니다.

이 모든 부품을 결합하면 완전한 전기 모터가 됩니다.

이 그림에서는 작동 중인 정류자를 더 쉽게 볼 수 있도록 전기자 권선을 생략했습니다. 주목해야 할 핵심은 전기자가 수평 위치를 지날 때 전자석의 극이 뒤집힌다는 것입니다. 뒤집기 때문에 전자석의 북극은 항상 축 위에 있으므로 계자 자석의 북극을 밀어내고 계자 자석의 남극을 끌어당길 수 있습니다.

작은 전기 모터를 분해할 기회가 있다면 위에서 설명한 것과 동일한 부품이 들어 있음을 알게 될 것입니다. 작은 영구 자석 2개, 정류자 1개, 브러시 2개, 금속 조각에 와이어를 감아 만든 전자석입니다. 그러나 거의 항상 로터 에는 이 기사에 표시된 것처럼 2 개의 극이 아닌 3개의 극 이 있습니다. 모터에 3개의 극이 있는 데에는 두 가지 이유가 있습니다.

모터의 크기와 모터가 사용되는 특정 애플리케이션에 따라 극의 수는 제한이 없습니다.

집 안을 둘러보면 전기 모터로 가득 차 있음을 알 수 있습니다. 시도해 볼 수 있는 흥미로운 실험이 있습니다. 집 안을 돌아다니며 찾은 모터를 모두 세십시오. 부엌에서 시작하여 다음과 같은 모터가 있습니다.

다용도실에는 다음 위치에 전기 모터가 있습니다.

욕실에도 모터가 있습니다.

자동차에는 전기 모터가 장착되어 있습니다.

또한 모든 종류의 다른 장소에 모터가 있습니다.

집 안을 돌아다니며 온갖 기기에 숨겨져 있는 50개 이상의 전기 모터를 세었습니다. 움직이는 모든 것은 전기 모터를 사용하여 움직임을 수행합니다.

최초 발행일: 2000년 4월 1일

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