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[국내논문] 회로정수를 이용한 직류전동기의 정류회로 모델링 및 특성 해석
Commutation Modeling and Characteristic Analysis of DC Motor using Circuit Parameters 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.62 no.1, 2013년, pp.57 - 62  

김영선 (중부대학교 전기전자공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Because of high torque and easiness of speed control, Direct Current(DC) motors have been used for a long time. But, its applications are limited in circumstance and performance, since they contained brush and commutator. The commutation characteristic gives effect to life and performance of the DC ...

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 직류전동기의 정류특성을 파악하기 위하여 전동기의 인덕턴스를 유한요소법을 이용하여 계산한 다음, 계자 및 전기자 전압방정식과 정류방정식에 적용하여 정류 특성을 살펴보았다. 또한 브러쉬와 정류자편 사이의 접촉저항의 변화에 대한 영향을 고려하여 결과의 타당성을 검증하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
직류전동기가 전기철도나 선박용으로 많이 사용된 이유는 무엇인가? 직류전동기는 역사적으로 가장 오래되고, 회전속도를 용이하게 또 광범위하게 변화시킬 수 있고 고출력 특성을 가지므로 전기철도나 선박용으로 많이 사용되어 왔다. 그러나 브러쉬와 정류자를 포함하고 있어 환경 및 특성에 제약을 받는다.
정류작용은 무엇인가? 즉, 그 전의 영역에서 취했던 전압, 전류를 소멸하고 현재 영역에 맞는 전압, 전류로 전환하여야 한다. 이와 같이 전압, 전류를 전환시키는 작용을 정류작용이라 한다. 정류작용의 주체가 되는 것은 정류자와 브러쉬에 의한 기계적 스위칭인데, 이 경우 정류를 받는 코일의 인덕턴스와 유기전압이 전류의 전환에 장해요소가 된다.
브러쉬와 정류자편의 구조로 인해 어떤 것이 요구되는가? 브러쉬와 정류자편은 하나의 전기-기계적인 (electromechanical) 컨버터이다. 그러나 그것의 구조로 인해 기계의 설계를 제한하고 치수(dimension)는 회전자의 지름/길이(diameter/length)의 비에 맞는 높이가 요구된다. 정류자는 회전자에 수반되므로 원심력에 견뎌야하고 매끄러운 표면접촉을 지속하여 안정성을 유지하여야 한다.
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참고문헌 (8)

  1. Kailchlro Hlrayama, "Practical Detailed Model for Generators", IEEE Power Engineering Review, Vol. 15, No. 3, March, 1995. 

  2. Orlando Silvio Lobosco, "Modeling and Simulation of DC Motors in Dynamic Conditions Allowing for the Armature Reaction", IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol. 14, No. 4, December 1999. 

  3. Roderick N. Ebben, "Performance Curves of a Series DC Motor Predicted Using Parameter Finite Element Analysis", IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 35, No. 3, May 1999. 

  4. M. G. Say, E. Openshaw Taylor, Direct Current Machine, Pitman, 1980. 

  5. Shoji Isobe, Electrical Machine Design, Development Inc., 1988. 

  6. M. Marinescu and N. Marinescu, "Calculation of Steady State Performance for Small Commutator Permanent Magnet DC Motor : Classical and Finite Element Approaches," IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 28, No. 5, pp. 2067-2071, September 1992. 

  7. Taro Hisashi Takeuchi, Electrical Design for University Course, Dongil Inc., 1994. 

  8. M. Marinescu and N. Marinescu, "Numerical Computation of Torques in Permanent Magnet Motors by Maxwell Stresses and Energy Method," IEEE Trans. Magn. Vol. 24, No. 1, pp. 463-466, 1988. 

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