직류 직권 전동기

$\phi = k_s I_a$


$I_L = I_a = I_s$		$V_t = E_a + (R_a + R_s)I_a$
$\phi = c I_a$		$E_a = K c I_a \omega$
$\tau = K c I_a^2$		$I_a = \dfrac{ \sqrt{\tau}}{\sqrt{Kc}}$
$E_a = \sqrt{Kc} \sqrt{\tau} \omega$		$\omega = \dfrac{V_t}{\sqrt{Kc}} \dfrac{1}{\sqrt{\tau}}- \dfrac{R_{as}}{Kc}$
$\omega = \dfrac{V_t}{Kc} \dfrac{1}{I_a}- \dfrac{R_{as}}{Kc}$		$\omega = \dfrac{V_t}{K \phi } - \dfrac{R_{as}}{Kc}$

$\therefore \quad \omega \propto \dfrac{1}{I_a}$


$\phi \propto const.$		$V_t =K \phi \omega + (R_a+R_s) \dfrac{\tau_{ind}}{K\phi}$
$\omega = \dfrac{V_t}{K\phi} - \dfrac{R_a + R_s}{(K\phi)^2}\tau_{ind}$		$\omega = \dfrac{V_t -I_a(R_a + R_s)}{K \phi} = \dfrac{V}{K \phi} - \dfrac{R_a + R_s}{K \phi} I_a$

$\therefore \quad \omega \propto I_a$


$\phi = c I_a$		$\tau = K c I^2_a$
$\omega = \dfrac{V}{K K_s I_a} - \dfrac{R_a + R_f}{KK_s}$		$\omega = \dfrac{V\sqrt{Kc}}{\sqrt{\tau}}-C \Rightarrow N \propto \dfrac{1}{\sqrt{\tau}}$


$\phi 거의 일정$		$\tau = K \phi I_a$
$\omega = \dfrac{V}{K \phi} - \dfrac{\dfrac{\tau}{K\phi}(R_a + R_f)}{K\phi}$		$\omega = \dfrac{V}{K\phi}-\dfrac{\tau}{(K\phi)^2}(R_a+R_s) \Rightarrow \omega \propto \tau$

⇒ 부하 변동에 속도가 현저히 변함 → 변속도 전동기

직권전동기의 속도는 대략 전기자전류 또는 토크의 제곱근에 반비례한다.
계자가 자기포화 영역에 들어서면 자속이 더 이상 전류에 비례하지 않고 거의 일정해지므로 속도의 하락 추세가 완만해지며, 자속이 일정한 분권전동기와 비슷한 특성을 가진다.

직권전동기는 부하변동에 따른 속도 변화가 분권전동기보다 훨씬 크다
직권전동기의 부하가 매우 작아져 무부하상태에 근접하면 속도가 무한대로 상승한다.
- 직권전동기는 절대로 무부하상태로 운전하지 않도록 하여야 한다.
- 직권전동기는 직결축이나 기어를 통해 항상 부하와 단단히 체결되어 있는 용도에만 적용된다.
직권전동기의 무여자상태란 전류가 0에 가까운 상태이기 때문에 차단기 적용이 곤란하다.
폭주에 대한 보호를 위해 속도가 어느 이상(통상 정격속도의 150%정도) 넘어가면 원심력으로 접속이 끊어지는 원심스위치를 사용한다.
토크가 전류의 제곱에 비례한다
- 같은 정격의 분권전동기와 직권전동기가 있을 때 부하토크가 정격의 1/2로 줄었다면 분권의 경우 전기자 전류도 1/2로 줄어든다.
- 부하토크가 정격토크의 2배로 커졌다면 분권의 경우 전기자 전류도 2배로 증가하지만 직권은 $\sqrt{2}$ 배가 된다.
같은 기동전류에서 분권전동기보다 직권전동기가 훨씬 큰 토크를 발생하므로 효과적인 기동이 이루어질 수 있다.
직권전동기는 정격부하 이내에서 분권에 비해 효율이 떨어지는 반면 과부하에 대한 안정성과 기동 측면에서 유리하다.

Lecture 직류 직권 전동기