자성체를 이용한 회전기기

1.32 (a) 회전기계의 자기적 구조

1.4 정전기력에 의한 에너지변환 1.7 자성재료(磁性材料)의 이용 1.4 정전기력에 의한 에너지변환

1.7.4 자성체를 이용한 회전기기

+ +

1.32 (b) 자속의 시점(+)과 종점(-)을 나타낸 자계모양 주변자계

+ +

자속이 회전자와 고정자 사이를 통과할 때의 자속분포

통로

1.4 정전기력에 의한 에너지변환 1.7 자성재료(磁性材料)의 이용 1.4 정전기력에 의한 에너지변환

1.7.4 자성체를 이용한 회전기기

공극(Air gap)에서의 평균자계세기(공극 길이 g), 철 내부의 자계의 세기는 무시.

(1.141)

암페어의 주회적분법칙에서,

1.4 정전기력에 의한 에너지변환 1.7 자성재료(磁性材料)의 이용 1.4 정전기력에 의한 에너지변환

1.7.4 자성체를 이용한 회전기기

이 계에 작용하는 회전력(물리적 방법)

Flux Source Flux Sinks 코일의 인덕턴스 L

식 (1.109)로부터 공극에서의 φ

Φ_f 는 주변자속

(1.142)

(1.143)

1.4 정전기력에 의한 에너지변환 1.7 자성재료(磁性材料)의 이용 1.4 정전기력에 의한 에너지변환

1.7.4 자성체를 이용한 회전기기

따라서 회전력 T_θ

→ 회전력 T_θ는 각 θ에 무관하며 입력전류를 일정하게 유지하면, 회전력은 항상

중첩각 θ를 증가시키는 방향으로 작용하게 된다 (즉 Φ를 증가시키는 방향으로 회전).

그리고 전류 i의 제곱에 비례하므로 교류전원으로 회전력을 발생시킬 수 있다.

(1.145) 주변자속에 의한 인덕턴스 L_f

(1.144)

1.4 정전기력에 의한 에너지변환 1.7 자성재료(磁性材料)의 이용 1.4 정전기력에 의한 에너지변환

1.7.4 자성체를 이용한 회전기기

교류전원에 의한 회전력

코일 양단의 전압 v

자속 φ

(1.146)

(1.147)

1.4 정전기력에 의한 에너지변환 1.7 자성재료(磁性材料)의 이용 1.4 정전기력에 의한 에너지변환

1.7.4 자성체를 이용한 회전기기

이때의 회전력 T_θ

식 (1.86)로부터 x방향으로 작용하는 힘 을 이용해서

θ에 따른 회전력은

(1.148)

자기저항 R을 Fourier급수로 전개해서 표시하면 (1.149)

(1.40)

1.4 정전기력에 의한 에너지변환 1.7 자성재료(磁性材料)의 이용 1.4 정전기력에 의한 에너지변환

1.7.4 자성체를 이용한 회전기기

그림 1.33 각 θ의 변화에 따른 자기저항 R의 곡선변화

θ=0에서 회전자 위치가 θ = -δ라면 위상은

(1.150)

1.4 정전기력에 의한 에너지변환 1.7 자성재료(磁性材料)의 이용 1.4 정전기력에 의한 에너지변환

1.7.4 자성체를 이용한 회전기기

따라서 순간회전력 T_θ는

이므로

1.4 정전기력에 의한 에너지변환 1.7 자성재료(磁性材料)의 이용 1.4 정전기력에 의한 에너지변환

1.7.4 자성체를 이용한 회전기기

1.4 정전기력에 의한 에너지변환 1.7 자성재료(磁性材料)의 이용 1.4 정전기력에 의한 에너지변환

1.7.4 자성체를 이용한 회전기기

정리하면,

→ 모든 항이 sin의 시간함수 이므로 그 평균값은 0이 된다.

(1.151)

1.4 정전기력에 의한 에너지변환 1.7 자성재료(磁性材料)의 이용 1.4 정전기력에 의한 에너지변환

1.7.4 자성체를 이용한 회전기기

회전자 각속도 Ω_r와 전원의 각주파수 ω를 같게 놓으면, Ω_r=ω,

0 0

0

→

.

→ 최대출력은 2δ=π/2일때, 즉 δ=45도 일 때 생긴다.

평균 회전력

이러한 동기기에서 얻을 수 있는 최대출력은 통과 최대자속 Φ와 자기저항 R₂에 의해 서 제한된다. 자기저항이 최대일 때는 고정자와 회전자의 중첩각이 0이 될 때이다.

제 1 장