전기모터, 전동기] 토크, F=BLI, 기본적인 상관관계

 

- F=BLI

- 전류의 구분

- 전동기 토크

- 전동기의 사이즈 ~ 출력토크

- 정상상태

 

F=BLI

 

bRd 3D youtube

F=BLI : 전동기에서 발생하는 힘은 계자자속의 크기, 전동기의 높이, 전기자 전류의 크기라는 3가지 물리량의 곱에 비례

 

1) 자기회로: 동일한 전류에서 가능한 큰 자속 B를 생성하기 위하여 자성체로 폐루프의 자기저항을 저감

그렇기에 모터의 구조에선 코일에서 생성된 자기장의 자기특성을 최대한 살리기 위해 자성체인 철을 사용하고 + 특정 구조를 갖습니다.

2022.03.13 - [정리, 공부/제품 구성, 원리] - 전기차 전동기(모터) 구성 및 주변부 구성

전기차 전동기(모터) 구성 및 주변부 구성

2) 전기회로: 동일한 전압에서 가능한 큰 전류 I를 생성하기 위하여 도체로 폐루프의 전기저항을 저감

그렇기에 코일은 전도성이 높고 가격이 괜찮은 구리 사용

 

3) 전동기는 자기력을 최대화하기 위해 계자자속(B)과 전류(I)를 수직한 방향으로 놓이게 만들어준다.

F=BLI

 

전류의 구분

 

자속 발생을 위한 소스(자속의 입력)는 전류

전기자 전류(식 속의 I, 오른쪽 파랑 I)의 생성을 위한 입력소스 = 전압

(회전하는 자기장으로 인해 발생하는 유도전류와 구분하기 위한 설명 -> 이 유도전류로 인해 모터에 영향이 가는데 이에 대해선 따로 뒤에서 설명)

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전동기 토크

 

전동기의 출력 = 토크[Nm] x 토크의 속도(회전속도)[rad/s] = [power, 일률, W] ~ 단위 시간당 발생(소비)되는 에너지(일)

 

전동기를 사용하는 이유 = 일정한 토크가 요구되는 응용 분야에 쓰기 위해 ~ 그러니 전동기는 시간에 무관한 일정한 토크를 만들어야 의미가 있다. (고정밀 제어)

 

자동차에 사용되며 변속기를 필요로 하지 않는 이유는 아래 참고,

2022.03.27 - [정리, 공부/기계공학 & 시스템설계] - 전기모터, 전동기] 내연기관(변속기)과 전기모터(감속기), 차량 주행의 요구 토크

전기모터, 전동기] 내연기관(변속기)과 전기모터(감속기), 차량 주행의 요구 토크

 

전동기의 사이즈 ~ 출력토크

 

출력 = 토크 x 속도

전동기의 사이즈(지름)는 토크에 비례, 출력파워와는 관련이 없다.

주먹만한 무선 청소기 모터의 회전속도 10만rpm -> 1kW출력

(작은 모터 크기, 작은 토크, 하지만 높은 RPM으로 높은 출력)

피자만한 드럼세탁기 모터의 40N+45rpm(세탁), 4N+1100rpm(탈수) -> 400W미만

 

정상상태

 

정상상태: 관심있는 물리량이 시간에 대하여 일정한 값을 유지하거나 시간에 따라 일정한 주기로 변화하는 상태

정상상태: in = out

가정: 정상 상태, 손실=0

현대 H모빌리티

정상상태에서 전동기의 출력토크는 입력전력의 순시값에 비례하는 값을 가진다.

 

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