전기철도용 주전동기

전기철도용 주전동기 정의

전기철도용 주전동기는 전기 에너지를 열차의 견인력으로 바꾸는 견인 전동기다.

넓은 속도 범위에서 큰 시동 토크와 안정된 출력을 내야 한다.

구동 계통 구조

구동 계통은 집전장치, 주변환장치, 주전동기, 감속기어 순서로 이어진다.

전동기의 토크는 전류에 비례하고, 회전수는 인가 전압에 비례한다.

주변환장치가 전동기 입력을 조정하므로 전동기 종류와 제어 방식은 서로 맞물린다.

직권 전동기 원리

직권 전동기에서 전압 V는 역기전력 E와 저항 강하 IR의 합과 같다.

회전수가 오르면 역기전력 E가 커지고, 전류 I는 줄어든다.

전류가 줄면 토크도 함께 줄어 속도와 토크가 균형을 이룬다.

종류별 비교

주전동기 종류는 직류 직권 정류자 전동기, 3상 유도전동기, 영구자석 동기전동기가 대표적이다.

직권 방식은 기동 토크가 가장 크지만 정류자와 브러시 때문에 보수 부담이 크다.

교류 유도 방식은 인버터 제어로 속도와 토크를 넓게 조절하고 회생제동도 쉽다.

직접 풀기

직권 전동기의 특징은 정지 상태에서 시동 토크가 가장 크다는 점이다.

그래서 직권 방식은 기동 구간에서 견인력이 크다.

정리

정리하면, 회전수가 오르면 역기전력이 커지고 전류와 토크가 줄어든다.

직권 방식은 시동 토크가 최대지만 보수가 많고, 유도 방식은 인버터로 제어한다.

답안에는 종류와 제어 방식을 구분해 쓰는 것이 좋다.