글로벌 세계 대백 과 사전 / 기술 · 통신 / 동력 기술 / 동 력 기 술 / 전동기 와 정류 기기 - 위키 문헌 , 우리 모두 의 도서관 
 글로벌 세계 대백 과 사전 / 기술 · 통신 / 동력 기술 / 동 력 기 술 / 전동기 와 정류 기기 
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 전동기 와 정류 기기 
 원자력 연료 → 
 1 전류 에 의한 힘 과 전동기 
 1 . 1 전자석 
 1 . 2 전동기 
 1 . 3 전동기 의 종류 와 사용법 
 1 . 3 . 1 직류 직권 전동기 
 1 . 4 전동기 의 특성 
 1 . 4 . 1 속도 와 토크 
 1 . 4 . 2 효율 과 손실 
 2 삼 상유 도 전동기 
 2 . 1 삼 상유 도 전동기 의 원리 
 2 . 1 . 1 아라고 의 원판 
 2 . 1 . 2 회 전자계 와 동기속도 
 2 . 2 삼 상유 도 전동기 의 구조 와 종류 
 2 . 2 . 1 보통 농형 유도전동기 
 2 . 2 . 2 권 선형 유도전동기 
 2 . 2 . 3 특수 농형 유도전동기 
 2 . 3 삼 상유 도 전동기 의 특성 
 2 . 4 삼 상유 도 전동기 의 시동 과 속도 제어 
 2 . 4 . 1 속도 제어 
 2 . 5 삼 상유 도 전동기 의 용도 
 3 직 류전 동기 
 3 . 1 직 류전 동기 
 3 . 2 직 류전 동기 의 구조 
 3 . 3 직 류전 동기 의 종류 와 특성 
 3 . 3 . 1 직류 타려 전동기 
 3 . 3 . 2 직류 분권전동기 
 3 . 3 . 3 직류 직권 전동기 
 3 . 3 . 4 직류 복권전동기 
 3 . 4 직 류전 동기 의 시동 과 속도 제어 
 3 . 4 . 1 속도 제어 
 4 기타 전동기 
 4 . 1 단상 유도전동기 
 4 . 1 . 1 콘덴서 전동기 
 4 . 1 . 2 분상 시동 형 
 4 . 1 . 3 콘덴서 시동 형 
 4 . 1 . 4 콘덴서 전동기 
 4 . 1 . 5 반발 시동 형 
 4 . 1 . 6 셰이딩 코일 형 
 4 . 2 동기전동기 
 4 . 3 교류 정류자 전동기 
 5 전동기 의 진보 
 5 . 1 전동기 의 진보 
 5 . 2 E 종 절연 전동기 
 5 . 3 무 정류자 전동기 
 5 . 4 서보모터 
 6 정류기 기 
 6 . 1 회전 변류기 
 6 . 2 수은 정류기 
 6 . 3 반도체 정류기 
 전류 에 의한 힘 과 전동기 [ 편집 ] 
 전류 가 흐르 는 도선 에 는 외르스테드 ( H . C . Oersted , 1777 ∼ 1851 ) 의 실험 으로 나타난 것 처럼 작 은 자석 을 끌 어 당기 는 힘 이 있 다 . 그것 은 전류 의 주위 에 자계 가 생기 기 때문 이 다 . 도선 을 코일 모양 으로 감 으면 전류 의 효과 가 늘 고 전자석 이 된다 . 코일 속 에 철심 ( 鐵心 ) 을 넣 으면 자속 ( 磁束 ) 이 강해져서 전자석 의 힘 이 는다 . 전자석 은 철편 을 끌어당기 므로 철편 에다 용수철 을 달 고 코일 에 흐르 는 전류 ( 이것 을 여자 전류 라 한다 ) 를 단속 ( 斷續 ) 시키 면 이 철편 을 왕복 운동 시킬 수 있 다 . 이것 을 이용 한 장치 는 버저 ( buzzer ) 나 벨 , 그 밖 에 자동 제어 등 에 쓰이 는 전자판 ( 電磁 瓣 ) 등 이 있 다 . 코일 에 큰 전류 를 통하 면 커다란 쇳덩어리 도 달 아 올릴 수 있 는 힘 이 생긴다 . 이것 이 전자 기중기 ( 電磁 起 重機 ) 이 다 . 
 그러나 전자석 은 전력 을 왕복 운동 의 동력 으로 바꾸 는 것 으로서 일반 동력원 으로 사용 하 기 에 는 불편 한 경우 가 많 다 . 
 전동기 [ 편집 ] 
 전기 기계 의 에너지 변환 에 널리 쓰이 는 것 은 바로 회전 운동 의 힘 으로 전력 을 이용 하 는 전동기 이 다 . 
 이 전동기 의 축 에 기계 적 부하 ( 이 회전력 에 의해 작용 하 는 각종 기계 ) 를 연결 하 여 운전 하 며 , 전동기 의 크기 는 보통 전력 단위 ( ㎾), 또는 마력 ( HP , 1 마력 ＝ 0 . 75 ㎾) 으로 표시 한다 . 
 전류 에서 회전력 ( torque ) 을 끌어내 는 원리 는 " 자계 속 을 흐르 는 전류 에 는 자기력 ( 磁氣 力 ) 이 작용 한다 " 라는 것 이 며 , 이 자기력 의 방향 은 자계 ( 磁界 ) 와 전류 방향 에 직각 이 된다 . 이 관계 는 플레밍 ( Fleming ) 의 왼손 법칙 ( 〔 그림 〕－ 1 a ) 으로 표시 된다 . 실제 의 방법 으로 는 다음 두 가지 가 있 다 . 
 첫째 방법 은 , 자계 에 직각 으로 코일 을 놓 고 전류 를 흐르 게 하 는 것 이 다 . 코일 의 양쪽 을 흐르 는 전류 가 반대 방향 으로 흘러 토크 ( torque ) 가 발생 하 므로 ( 〔 그림 〕－ 1 b ) 이것 을 연속 적 으로 끌어낸다 ( 직류 전동기 등 ) . 
 둘째 방법 은 변화 하 는 자계 속 에 도체 를 두 었 을 때 전자 유도 ( 電子 誘導 ) 의 법칙 에 따라 도체 에 전류 가 흘러 먼저 와 같 은 원리 로 토크 가 발생 하 는 것 을 이용 하 는 것 이 다 ( 유도전동기 ) . 두 가지 중 어느 쪽 이나 발생 하 는 힘 은 자속 ( 磁束 ) 의 밀도 와 전류 의 곱 ( 積 ) 에 비례 한다 . 
 전동기 에서 동력 을 끌어내 는 방법 은 이 처럼 매우 간단 한 것 으로 , 그것 은 발전기 의 원리 인 것 의 반대 로 되 어 있 다 . 실제로 전동기 는 1873 년 의 빈 의 박람회 에서 정지 하 고 있 는 발전기 ( 그람 의 발전기 , 〔 그림 〕－ 2 ) 의 전류 를 끌어내 는 단자 ( 端子 ) 에 전류 가 흐르 는 도선 을 잘못 연결 했 다가 이 발전기 가 돌아간 사실 을 계기 로 개발 된 것 이 다 . 
 전동기 는 아래 와 같이 목적 에 따라 여러 가지 성질 의 동력 장치 를 만들 수 있 고 , 그 성능 도 안정 성 이 있 어 다른 원동기 에 비해 가볍 고 소형 이 다 . 또 고장 도 적 고 보수 ( 保守 ： 그 성능 을 지키 는 것 ) 도 간단 하 다 . 그리고 전력 은 전선 을 가설 할 수 있 는 곳 에 는 수송 이 가능 하 며 , 필요 한 양 을 끌어내 어 사용 할 수 있 는 이점 이 있 다 . 그런 까닭 에 예컨대 증기 기관차 는 전차 ( 電車 ) 로 바뀌 고 배기가스 가 없 는 이점 으로 지하철 ( 地下 鐵 ) 도 개발 되 었 다 . 그리고 가정 전화 ( 電化 ) 제품 으로 쓰여 가사 의 방법 들 을 일변 시키 게 되 었 다 . 또 소형 이 고 간단히 장치 할 수 있 을 뿐 아니 라 고속 으로 회전 하 며 또 안정 성 이 있 어 고 성능 기계 를 만들 수 있 게 되 어 생산 의 기계 화 나 기계 의 자동 화 와 오토메이션 ( automation ) 을 촉진 시켰 다 . 
 이런 이유 로 이제 는 석탄 이나 석유 , 원자력 ( 原子 力 ) 으로서 공급 되 는 1 차 에너지 의 대다수 는 일단 전기 에너지 로 바뀐 다음 급 전망 ( 給電 網 ) 을 통해서 공장 이나 가정 으로 배전 되 며 거기 서 필요 한 형태 의 동력 으로 변환 되 고 있 다 . 
 전동기 의 종류 와 사용법 [ 편집 ] 
 ( 電動 機 － 種類 － 使用 法 ) 전동기 는 사용 하 는 전원 ( 電源 ) 에 따라 직류 전동기 와 교류 전동기 로 나눈다 . 공장 이나 가정 에서 일반 적 으로 사용 하 는 전동기 는 배전선 을 그대로 전원 으로 하 는 교류 전동기 이 다 . 교류 전동기 에 도 각각 3 ( 三相 ) 과 단상 ( 單相 ) 으로 된 것 ( 특수 한 것 은 2 상 ) 이 있 다 . 직류 전원 으로 는 전지 ( battery ) 나 정류기 ( 整流 器 ) · 직류 발전기 등 이 있 다 . 그 밖 에 직류 전원 · 교류 전원 의 두 가지 를 다 사용 할 수 있 는 교직 ( 交直 ) 양용 전동기 도 있 다 . 기계 가 눈부시 게 발달 하 여 복잡 하 게 됨 에 따라 온갖 특징 을 가진 동력원 을 요구 하 게 되 고 , 그 결과 전동기 에 도 여러 가지 타입 으로 만들 어 졌 다 ( 〔 표 〕－ 1 ) . 그 중 에서 는 계기 용 ( 計器 用 ) 의 수 ㎽ 의 소형 에서 10 만 ㎾ 가 넘 는 대형 까지 있 다 . 전동기 를 사용 하 는 방법 도 차차 달라졌 다 . 최초 에 는 증기 기관 대신 에 1 대 의 전동기 를 설치 하 고 그 동력 으로 공장 전체 가 이용 하 는 이른바 집합 운전 ( 集合 運轉 ) 방식 이 취해졌 다 . 이 방식 으로 는 공장 의 중심 을 통하 는 긴 축 ( 軸 ) 을 전동기 로 돌려 그 축 에서 각 기계 에 벨트 ( belt ) 로 동력 을 공급 한다 . 따라서 전동기 의 적 지 않 은 동력 이 헛되이 소모 되 며 , 작업 이 까다롭 고 기계 를 사용 하 는 장소 도 제한 을 받 는다 . 그래서 후 에 는 거의 모든 기계 마다 1 대 씩 의 전동기 를 설치 하 는 단독 운전 ( 單獨 運轉 ) 방식 으로 개량 되 었 다 . 기계 가 더욱 복잡 하 게 되 어 여러 가지 성질 의 동력 이 1 대 의 기계 안 에 필요 하 게 되 자 , 1 대 의 전동기 에서 모든 동력 을 끌어내 어 그것 을 복잡 한 동력 전달 장치 로 전달 하 면 성능 도 안정 성 이 없 고 능률 도 나쁘 다 . 그래서 기계 의 각 부분 에 여러 가지 전동기 를 1 대 의 기계 안 에 장치 하 게 되 었 다 . 그런 결과 기계 의 각 부분 을 독립 적 으로 제어 ( 制御 ) 하 거나 자동 적 으로 제어 하 기 가 쉽 게 되 었 다 . 이것 이 복합 운전 ( 複合 運轉 ) 이 다 . 그 밖 에 1 대 의 기계 안 에 같 은 성질 의 전동기 몇 개 를 직렬 ( 直 列 ) 또는 병렬 ( 竝列 ) 로 사용 하 는 경우 도 있 다 . 이를테면 각 차량 에 전동기 를 장치 한 전차 의 경우 와 같 다 . 
 〔 표 〕- 1 주요 한 전동기 의 종류 
 직 류 전 동 기 
 교 류 전 동 기 
 a ) 직류 분권전동기 
 직류 직권 전동기 [ 편집 ] 
 직류 복권전동기 
 a ) 동기전동기 ( 3 상 ) 
 b ) 유도전동기 ( 3 상 ： 단상 ： 2 상 ) 
 교류 정류자 전동기 ( 3 상 ： 단상 ) 
 전동기 의 특성 [ 편집 ] 
 電動 機 － 特性 
 속도 와 토크 [ 편집 ] 
 速度 － torque 
 부하 ( 負荷 ) 를 구동 시키 는 데 필요 한 토크 ( 回轉 力 ) 는 부하 의 속도 에 따라서 달라진다 . 예컨대 팬 ( fan ) 이나 송풍기 ( blower ) , 압축기 , 펌프 같 은 유체 ( 流體 ) 를 구동 하 는 기계 토크 가 속도 의 제곱 에 비례 한다 . 그러므로 돌기 시작 할 때 에 는 토크 가 거의 필요 치 않 으나 , 속도 가 늘어남 에 따라서 토크 가 현저히 필요 하 게 된다 . 이 에 대해 달 아 올리 는 기계 나 기중기 ( 起 重機 ) · 각종 압연 ( 壓延 ) 롤러 등 은 속도 가 변화 해도 토크 가 그다지 변하 지 않 는 성질 ( 정 토크 특성 ) 을 가지 고 있 다 . 이러 한 속도 와 토크 의 관계 를 부하 의 속도 － 토크 특성 이 라 한다 . 
 한편 , 전동기 가 내 는 토크 는 부하 가 필요 로 하 는 토크 에 따라 변동 한다 . 그러나 토크 가 변동 할 때 에 는 전동기 의 속도 ( 速度 ) 도 변하 는 것 이 보통 이 다 . 브레이크 ( brake ) 를 걸 면 전동기 가 멎 어 버리 는 것 도 이 에 대한 보 기 이 다 . 토크 의 변화 에 따른 전동기 의 속도 변화 방법 은 전동기 의 속도 － 토크 특성 이 라 부르 며 다음 두 가지 가 있 다 . 
 ⑴ 정속 도 특성 ( 定 速度 特性 ) ― 토크 가 변화 해도 속도 가 그다지 변화 하 지 않 는 것 . 분권 특성 ( 分 卷 特性 ) 이 라고 도 한다 . 시 동시 의 토크 가 그다지 크 지 않 은 부하 에 적당 한다 . 
 ⑵ 변속 도 특성 ( 變速 度 特性 ) ― 토크 가 클 때 는 속도 가 현저 하 게 줄 고 , 토크 가 작 아 짐 에 따라 속도 가 늘어나 는 것 . 직권 특성 ( 直 卷 特性 ) 이 라고 도 한다 . 시동 할 때 에 상당히 큰 토크 가 필요 한 부하 에 소요 된다 . 무부하 운전 ( 無 負荷 運轉 ) 때 는 속도 가 현저히 증가 하 므로 사용 할 수 없 다 . 
 전동기 에서 가장 소중 한 것 은 각 회전 속도 에 대한 부하 의 관계 이 다 . 부하 의 속도 － 토크 특성 과 전동기 의 속도 － 토크 특성 을 맞추 어 보 고 비로소 그 전동기 의 운전 이 안정 한지 불 안정 한지 를 알 수 있 는 것 이 다 . 
 효율 과 손실 [ 편집 ] 
 效 率 － 損失 
 전동기 에 주어진 전력 ( 입력 ) 과 부하 에 연결 된 동력 ( 출력 ) 의 비 를 효율 ( 效 率 ) 이 라고 하 며 흔히 백분율 ( %) 로 표시 한다 . 효율 은 부하 에 따라 변동 한다 . 그 전동기 에 정격 부하 ( 定格 負荷 ) 를 걸 었 을 때 의 효율 을 특히 전부 하 효율 ( 全 負荷 效 率 ) 이 라 한다 . 
 외부 로부터 공급 된 에너지 의 일부 는 전동기 내부 에서 열에너지 로서 소비 된다 . 이렇게 소비 된 에너지 가 ' 손실 ( 損失 ) ' 이 다 . 
 손실 에 는 동선 ( 銅線 ) 부분 에 전류 가 흐를 때 의 저항 에 의한 손실 ( 銅損 ) , 자속 을 세 게 하 기 위해 쓰이 는 철심 과 그 밖 에 철 로 된 부분 에서 의 손실 ( 鐵損 ) , 브러시 나 축 ( 軸 ) 받 이 · 공기 등 의 마찰 로 인한 손실 ( 機械 損 ) 이 있 다 . 
 철손 에 는 자속 이 변화 하 기 위한 히스테리시스 손 ( hysteresis 損 ) 과 유도 전류 에 의한 와전류손 ( 渦 電流 損 ) 이 있 다 . 와전류손 을 적 게 하 기 위해 철심 에 는 보통 얇 은 실리콘 강판 ( silicon 鋼板 , 두께 0 . 35 ∼ 0 . 5 mm ) 을 절연 시켜서 겹친 것 ( 成層 鐵心 ) 이 쓰인다 . 손실 이 크 면 전동기 는 과열 되 어 절연물 이 열화 ( 劣化 ) 해서 수명 이 짧아진다 . 
 전동기 를 얼마 든지 크 게 할 수 없 는 것 은 주로 이 온도 상승 때문 인 것 이 다 . 전동기 고장 의 대다수 는 과열 로 인한 절연 파괴 인데 , 이 를 방지 하 기 위해서 내열성 ( 耐熱 性 ) 이 높 은 절연 재료 를 쓰 거나 냉각 장치 를 달 기 도 한다 . 냉 각법 으로 는 팬 을 내부 에 장치 하 는 방법 , 통풍 이 잘 되게 하 는 방법 , 그리고 외부 에 핀 ( 放熱 板 ) 이나 팬 을 다 는 방법 등 이 있 다 . 
 삼상 유도전동기 [ 편집 ] 
 삼상 유도전동기 의 원리 [ 편집 ] 
 三相誘導電動機 － 原理 
 아라고 의 원판 [ 편집 ] 
 Arago － 圓板 
 도체 ( 導體 ) 로 된 원판 의 테두리 에서 조금 사이 를 떼 어 영구 자석 을 대 고 , 〔 그림 〕－ 4 처럼 자석 을 이동 하 면 그 에 따라 원판 도 회전 한다 . 이 현상 은 다음 과 같이 설명 할 수 있 다 . 
 자석 이 이동 하 면 원판 이 자속 ( 磁束 ) 을 자르 게 되 므로 전자 유도 ( 電磁 誘導 ) 의 법칙 에 따라 유도 기전력 이 생겨 , 원판 에 는 그림 과 같 은 소용돌이 모양 의 유도 전류 ( 와전류 ) 가 생긴다 . 자계 안 의 전류 는 플레밍 의 왼손 법칙 에 정해진 방향 의 자기력 을 받 기 때문 에 원판 이 회전 하 는 것 이 다 . 회전력 에 는 원판 의 회전 방향 ( 원주 방향 ) 과 직각 으로 흐르 는 전류 만 이 효과 가 있 다 . 원판 을 〔 그림 〕－ 5 와 같 은 원통 이나 기타 회전자 로 변형 시키 고 마찬가지 로 자석 의 이동 에 따라 돌아간다 . 
 회전자 계 와 동기속도 [ 편집 ] 
 回轉 磁界 － 同期 速度 영구 자석 을 이동 시키 는 대신 삼상 교류 를 더 한 전자석 에 따라 자계 를 회전 시킬 수 가 있 다 . 〔 그림 〕－ 6 과 같이 3 쌍 의 코일 을 서로 120 ° 씩 의 각도 가 되 도록 고정 시키 고 , 120 ° 씩 위상 이 엇 놓인 삼상 교류 1 상분 을 각각 흘리 면 합성 자계 는 방향 만 어떤 일정 한 속도 로 변화 하 는 회전자 계 ( 回轉 磁界 ) 가 생긴다 . 이 그림 과 같 은 권선 ( 卷 線 ) 으로 는 , 회전자 계 는 B 극과 S 극 이 하나 씩 나타나 기 때문 에 2 극권 ( 極 卷 ) 이 라고 하 는데 권선 을 배 ( 6 조 ) 로 하 면 N 극과 S 극 이 둘 씩 나타난다 ( 4 極 卷 ) . 어느 경우 나 교류 의 1 사이클 사이 에 자계 는 2 극 분 을 회전 한다 . 교류 의 주파수 를 , 권선 에 따라 생기 는 극수 를 라 하 면 회전자 계 의 속도 은 
 이 된다 . 이것 은 유도전동기 의 동기속도 ( 同期 速度 ) 라고 한다 . 
 삼상 유도전동기 의 구조 와 종류 [ 편집 ] 
 三相誘導電動機 － 構造 － 種類 
 삼상 유도전동기 에서 는 회전자 계 를 만드 는 부분 을 고정자 , 내부 에서 회전 하 는 부분 을 회전자 라 한다 . 고정자 는 철심 의 안쪽 에 홈 을 파 고 고정자 권선 을 절연 시켜 이 홈 안 에 끼운 것 이 다 . 
 회전자 로 는 원통형 의 철심 의 바깥 둘레 에 홈 을 만들 어 , 구리 나 알루미늄 같 은 도체 를 끼운 것 을 사용 한다 . 고정자 와 회전자 사이 의 틈 은 0 . 3 ∼ 2 . 5 mm 정도 이 다 ( 〔 그림 〕－ 3 ) . 철심 부분 은 모두 원형 또는 부채형 의 실리콘 강판 을 성층 ( 成層 ) 시킨 것 이 다 . 회전자 도체 의 모양 에 따라 삼상 유도전동기 는 다음 과 같이 분류 한다 . 
 보통 농형 유도전동기 [ 편집 ] 
 普通 籠 形 誘導 電動 機 
 회전자 철심 의 바깥 둘레 에 따라 축 방향 으로 많 은 막대 꼴 의 도체 를 늘어놓 고 양쪽 끝 을 고리 ( 短絡 環 ) 로 접속 한 것 을 말 한다 . 철심 을 빼 고 난 뒤 의 모양 이 다람쥐 같 은 것 을 넣 는 농형 ( 籠 形 ) 과 비슷 하 여 이것 을 농형 회전자 라고 한다 ( 〔 그림 〕－ 7 ) . 
 소형 회전자 로 는 홈 과 양쪽 끝 에 알루미늄 을 부 어 만든 알 루 미 다 이 카스트 회전자 도 쓰인다 . 
 또 일반 적 으로 소형 의 것 은 도체 가 축 방향 에 대해서 비스듬 한 것 이 많 다 . 이것 은 어느 위치 에서 나 시동 토크 를 같 게 하 기 위한 것 이 다 . 
 농형 유도전동기 는 구조 는 간단 하 지만 시동 전류 ( 보통 전동기 에 전압 을 가한 순간 에 전동기 로 흘러 드 는 전류 를 말 한다 ) 가 큰 대신 에 시동 토크 가 작 은 결점 이 있 다 . 
 권선 형 유도전동기 [ 편집 ] 
 卷 線形 誘導 電動 機 
 고정자 와 같 은 방법 으로 권선 을 사용 한 회전자 를 쓴다 . 이 회전자 권 선 ( 回轉 子 卷 線 ) 을 회전축 에 달린 슬립링 ( slip ring ) 에 연결 하 고 여기 다 접촉 시킨 브러시 를 통해서 외부 의 시동 저항기 ( 始動 抵抗 器 ) 에 이어 시동 토크 를 크 게 하 거나 , 저항 에다 잇 고 회전자 의 전류 를 바꾸 어 속도 를 제어 할 수 가 있 다 . 다만 구조 와 조작 은 다소 복잡 하 다 . 
 특수 농형 유도전동기 [ 편집 ] 
 特殊 籠 形 誘導 電動 機 
 이 시동 토크 를 크 게 하 기 위하 여 농형 회전자 의 도체 를 이중 으로 한 것 과 깊 은 홈 을 가진 것 이 있 다 . 이 들 은 권선 형 ( 卷 線形 ) 의 특징 을 가미 한 농형 유도전동기 이 다 . 
 삼상 유도전동기 의 특성 [ 편집 ] 
 三相誘導電動機 － 特性 
 유도전동기 는 고정자 권 선 이 만드 는 자속 과 그 에 따라 회전자 에 유도 되 는 전류 에 따른 토크 를 발생 한다 . 그 속도 － 토크 특성 은 〔 그림 〕－ 8 의 a 의 같 은 정속 도 특성 이 있 다 . 
 유도전동기 에 부하 를 걸 고 시동 시켰 을 때 전동기 는 우선 시동 토크 ① 로 돌아가 기 시작 한다 . 속도 가 증가 함 과 동시 에 곡선 에 따라 토크 는 커 지 며 , 최대 토크 점 ② 를 지나 ③ 상태 에 이른다 . 이것 은 전동기 와 부하 의 속도 토크 특성 곡선 이 교차 하 는 점 이 며 , 이 부근 에서 전동기 의 운전 은 안정 된 상태 에 이른다 ( 〔 그림 〕－ 8 의 b ) . 특히 전동기 에 따라 정해진 규정 토크 를 전부 하 ( 全 負荷 ) 토크 라 하 고 이 때 의 속도 를 
 전부 하 속도 ( 全 負荷 速度 ) 라 한다 . 
 이 점 에서부터 전동기 에 거 는 부하 를 차차 증가 시키 면 곡선 을 따라 속도 가 조금 씩 떨어져서 마침내 최대 토크 ② 에 도달 하 며 , 부하 가 더욱 커 지 면 전동기 는 멎 어 버린다 . 그리고 ③ 의 점 에서 부하 를 줄여 가 면 속도 는 조금 씩 올라가 다가 무부하 일 때 에 는 ④ 의 상태 로 안정 된다 . 이것 은 토크 가 0 이 고 속도 는 최대 상태 ( 空轉 狀態 ) 이 다 . 이 최대 의 속도 는 회전자 계 의 동기 속도 보다 조금 작 은 데 있 다 . 동기 속도 와 회전자 속도 와 의 차 의 동기 속도 에 대한 비율 은 슬립 ( slip ) 이 라 한다 . 유도전동기 에서 는 전부 하 슬립 은 5 ∼ 10 % 정도 까지 이 다 . 또 최대 토크 와 전부 하 토크 의 비 는 보통 175 % 이상 이 다 . 
 삼상 유도전동기 의 시동 과 속도 제어 [ 편집 ] 
 三相誘導電動機 － 始動 － 速度 制 御 
 시동 始動 
 전동기 ( 電動 機 ) 로 흐르 는 전류 는 운전 할 때 에 는 회전자 도체 ( 廻轉 子 導體 ) 가 만드 는 자계 에 따라 역기전력 ( 逆 起 電力 ) 이 생기 므로 제한 되 고 있 다 . 그러나 시동 할 때 에 는 규정 전압 을 직접 걸 면 대단히 큰 시동 전류 가 흘러 ( 보통 은 정격 전류 의 5 ∼ 7 배 정도 가 된다 ) 권선 이 타 버리 는 수 가 있 다 . 그리하여 시동 방법 이 여러 가지 로 연구 되 고 있 다 . 
 농형 전동기 의 시동 법 은 다음 과 같 다 . 
 ⑴ 직접 시동 ( 直接 始動 ) ― 규정 전압 으로 시동 하 는 방법 인데 , 보통 소 출력 전동기 에 쓰인다 . 
 결선 측 ( 운전 측 ) 으로 바꾸 어서 전 전압 을 공급 한다 . 보통 출력 5 ∼ 15 ㎾ 의 농형 전동기 ( 籠 形 電動 機 ) 에 쓰인다 . 
 ⑶ 시동 보상 기법 ( 始動 補償器 法 ) ― 시동 보상 기라 부르 는 단권 ( 單 券 ) 변압기 ( 〔 그림 〕－ 9 의 b ) 로 전압 을 알맞 게 낮추 고 시동 한다 . 출력 15 ㎾ 이상 의 것 에 많이 쓰인다 . 
 권선 형 유도전동기 에 는 회전자 권선 에 저항기 를 접속 하 여 , 가속 함 에 따라 이것 을 차차 빼 며 시동 전류 를 제한 함 과 동시 에 시동 토크 도 크 게 한다 . 
 속도 제어 [ 편집 ] 
 유도전동기 의 속도 는 동기속도 ( 同期 速度 ) 에 따라 거의 정해져 있 다 . 그러므로 운전 중 의 속도 제어 는 비교 적 곤란 하 다 . 속도 제어 방법 으로 는 다음 과 같 은 것 이 있 다 . 
 ⑴ 극수 변환 ( 極 數 變換 ) ― 동기 속도 가 극수 에 반비례 하 는 성질 을 이용 , 권선 의 접속 을 바꾸 거나 해서 변속 한다 . 속도 는 단계 적 으로 변화 한다 . 
 ⑵ 주파수 변환 ( 籠 形 ) ― 동기 속도 가 전원 주파수 에 비례 하 는 성질 을 이용 하 여 원활 한 속도 제어 를 한다 . 가변 ( 可變 ) 주파수 전원 으로서 전용 발전기 를 사용 하 는 것 이 나 , 사이리스터 ( thyrister ) 를 사용 하 는 것 이 있 다 . 〔 그림 〕－ 10 은 SCR 고주파 전원 에 따라 매분 15 만 번 회전 하 는 전동기 의 계통 도 내 면 연삭반 ( 內面 硏削 盤 ) 의 주축 용 으로 쓰이 는 것 이 다 . 
 2 차 저항제어 ( 二次抵抗制御 ： 卷 線形 ) ― 회전자 권 선 ( 2 차 권선 ) 에 접속 한 저항 값 의 증감법 . 직류 전동기 의 전기자 ( 電機 子 ) 직렬 저항제어 ( 直 列 抵抗 制 御 ) 와 같 은 특성 을 보인다 . 속도 변동 률 이 크 고 효율 이 나쁘 다 . 
 ⑷ 2 차 여자 법 ( 二次勵磁法 ： 卷 線形 ) ― 2 차 권선 에 외부 에서 전류 를 통해 자계 를 만들 고 ( 勵 磁 ) , 그 작용 으로 속도 를 제어 한다 . 2 차 권선 의 여자 법 으로 는 세르비 우스 식 · 크레머 식 같 은 방법 이 있 다 . 
 ⑸ 와전류 조인트 에 의한 방법 ― 프레임 속 에 장치 된 여자 ( 勵 磁 ) 코일 에 직류 전류 를 흘리 면 2 중 드럼 과 유도자 사이 에 자속 이 통한다 . 이 자속 은 유도자 에 따라 변화 하 며 드럼 에 와전류 가 발생 한다 . 그 작용 으로 드럼 을 단 부하 측 의 축 은 전동기 와 같 은 방향 으로 돌아간다 . 전자석 의 여자 전류 를 바꾸 면 전동기 측 과 부하 측 사이 의 힘 이 달라져 슬립 ( slip ) 이 조정 되 므로 부하 의 속도 가 제어 된다 . VS 모터 ( variable slip motor ) 나 EC 모터 ( eddy ­ current coupling motor ) 라는 전동기 에 는 이러 한 와전류 조인트 를 조립 한 것 이 있 다 . 
 삼상 유도전동기 의 용도 [ 편집 ] 
 三相誘導電動機 － 用途 
 삼상 교류 전류 를 사용 하 는 유도전동기 는 공장 의 동력원 으로 가장 일반 적 인 것 이 다 . 그것 은 구조 가 간단 하 고 값 이 싸 며 다루 기 가 쉬울 뿐 만 아니 라 신뢰도 ( 信賴 度 ) 도 높 기 때문 이 다 . 보통 220 V 로 사용 하 며 , 출력 은 농형 이 0 . 2 ∼ 3 . 7 ㎾, 권선 형 · 특수 농형 이 5 . 5 ∼ 3 . 7 ㎾ 정도 이 다 . 또 농형 은 일정 속도 로 운전 하 는 부하 에 권선 형 · 특수 농형 은 시동 이나 속도 제어 가 문제 되 는 부하 에 사용 된다 . 
 직류 전동기 [ 편집 ] 
 직류 전동기 는 구조 나 취급 이 다소 복잡 해 지 지만 넓 은 범위 에 걸쳐서 속도 를 제어 할 수 있 는 이점 이 있 다 . 그리고 작 은 것 은 출력 수 밀리와트 마이크 로 모터 ( micro motor ) 에서 큰 것 은 수천 킬로와트 모터 까지 제작 되 고 있 다 . 
 직류 전동기 의 구조 [ 편집 ] 
 直流 電動 機 － 構造 
 직류 전동기 의 원리 는 일정 한 자계 중 에 놓 은 코일 에 전류 를 통하 고 그 중심 을 축 으로 하 여 회전 시키 는 것 이 다 . 언제나 같 은 방향 의 토크 를 발생 시키 며 , 연속 적 으로 회전 시키 려면 반회 전 마다 전류 를 역전 시켜 좌 우변 에 언제나 같 은 방향 의 전류 를 공급 할 필요 가 있 다 . 코일 의 양변 에 붙인 정류자편 ( 整流 子 片 ) 과 이 에 접속 되 는 브러시 가 이 일 을 한다 . 
 아래 사진 은 220 V · 50 ㎾ 직류 전동기 와 이것 을 분해 한 것 이 다 . 회전 하 는 코일 에 해당 하 는 부분 이 전기자 ( 電機 子 ) 이 고 성충 철심 의 홈 에 코일 을 끼워 만든 다 . 코일 의 수 가 적 으면 토크 가 맥동 ( 脈動 ) 하 기 때문 에 전기자 코일 은 원 둘레 에 많이 부착 되 어 있 으며 , 그 에 따라 정류자편 도 많 아 진다 . 일정 한 자계 를 만드 는 자극 부분 이 계자 ( 界磁 ) 이 며 , 철심 에 선 을 감 아 외부 로부터 직류 로 여자 한다 . 
 자극 의 수 는 10 극 이상 되 는 것 도 있 다 . 대형 전동기 가 되 면 전기자 의 전류 에 따라 생기 는 자속 을 조정 하 여 정류 ( 整流 ) 를 잘 하 기 위하 여 보극 ( 補極 , 인접 한 자극 과 의 중간 ) 이나 보상 권선 ( 補償 卷 線 , 자극 의 표면 부근 ) 을 붙인다 . 이 설명 으로 알 수 있 는 바 와 같이 직류 전동기 는 직류 발전기 와 같 은 구조 로써 전기자 에 전류 를 공급 하 여 기계 적 회전 을 빼내 든가 , 전기자 ( 電機 子 ) 에 회전 을 주 어 전류 를 빼내 는 것 이 다를 뿐 이 다 . 
 직류 전동기 의 종류 와 특성 [ 편집 ] 
 直流 電動 機 － 種類 － 特性 발생 토크 와 회전 속도 發生 torque － 回轉 速度 
 직류 전동기 의 발생 토크 는 자속 의 밀도 와 전기자 에 흐르 는 전류 ( 전기자 전류 ) 에 비례 한다 . 부하 에 공급 이 되 는 토크 는 전동기 내부 에서 의 손실 이 있 기 때문 에 그 몇 퍼센트 가 줄게 된다 . 회전 속도 는 전기자 전압 에 비례 하 며 자속 에 반비례 한다 . 이 성질 에 따라 전기 자회 로 ( 電機 子 回路 ) 와 계자 회로 ( 界磁 回路 ) 의 접속 방법 을 바꾸 며 여러 가지 특성 의 전동기 가 된다 ( 〔 그림 〕－ 11 ) . 
 직류 타려 전동기 [ 편집 ] 
 直流 他勵 電動 機 
 전기자 권 선 과 계자 권 선 ( 界磁 卷 線 ) 을 각각 다른 전원 에 접속 하 는 것 이 다 . 부하 의 토크 가 변동 하 면 , 전동기 에서 발생 하 는 토크 도 이 에 따라서 변화 하 지 않 으면 안 되 는데 자속 이 일정 하 기 때문 에 전기자 전류 만 이 변화 한다 . 전 기자 전류 가 변화 하 면 전기자 회로 의 저항 으로 인한 전압 강하 분 ( 降下 分 ) 만큼 속도 가 변화 하 는데 이 내부 저항 은 적 으므로 속도 변화 는 그다지 없 다 . 즉 이 전동기 는 정속 도 ( 定 速度 ) 특성 을 갖 는다 . 이러 한 성질 을 일반 적 으로 분권 특성 ( 分 卷 特性 ) 이 라 한다 . 전 기자 회로 를 가변 전압 의 직류 전압 원 과 연결 하 면 광범위 한 속도 제어 를 할 수 있 다 . 압연기 ( 壓延 機 ) · 초지기 ( 抄紙 機 ) · 하역 기계 ( 荷役 機械 ) 등 에 많이 이용 된다 . 
 직류 분권전동기 [ 편집 ] 
 直流 分 卷 電動 機 
 같 은 전원 에 전기자 권 선 과 계자 권 선 을 병렬 로 접속 한 것 이 다 . 타려 전동기 ( 他勵 電動 機 ) 와 같 은 이유 로 분권 특성 을 갖 는다 . 계자 회로 에 가변저항 기 를 넣 어 계자 전류 를 변화 시키 면 자속 이 변화 하 고 회전 속도 가 변화 한다 . 그래서 공작 기계 나 각종 자동 제어 장치 ( 自動 制 御 裝置 ) 등 으로 특히 정밀 한 속도 제어 가 필요 한 때 등 에 쓰인다 . 
 直流 直 卷 電動 機 전기자 권 선 과 계자 권 선 을 직렬 로 접속 한 것 이 다 . 전 기자 전류 가 그대로 계자 권 선 에 흐르 기 때문 에 부하 가 요구 하 는 토크 가 클 때 에 는 전기자 전류 도 늘어난다 . 그 결과 자속 이 늘어나 기 때문 에 속도 가 내려가 고 발생 하 는 토크 는 현저 하 게 커지 며 가속도 가 크 다 . 반 대로 부하 토크 가 작 고 전기자 전류 가 작 으면 계자 자속 도 작아져서 속도 가 현저히 올라간다 . 이러 한 성질 을 직권 특성 ( 直 卷 特性 ) 이 라 부른다 . 이런 특성 으로 전차 나 전기 기관차 등 에 많이 쓰인다 . 
 직류 복권전동기 [ 편집 ] 
 直流 複 卷 電動 機 
 분권 계자 권 선 과 직권 계자 권 선 의 양쪽 을 가진 것 으로 , 분권 · 직권 의 중간 특성 을 지닌다 . 즉 직권 특성 에 따라서 시동 토크 와 속도 변동 이 커지 고 , 분권 특성 에 따라 과도 한 속도 가 될 위험 이 없 다 . 부하 의 성질 에 따라 분권 권선 과 직권 권선 의 비율 을 알맞 게 선정 하 여 설계 할 수 있 다 . 
 분권 계자 와 직권 계자 의 자속 이 같 은 방향 이 되 도록 접속 된 것 이 화동 복권전동기 ( 和 動 複 卷 電動 機 ) 이 고 전단기 등 과 같이 갑자기 무거운 하중 이 걸렸 다가 작업 이 끝나 면 당장 무부하 가 되 는 것 , 그리고 엘리베이터 나 기중기 · 권양기 ( 捲揚 機 ) 와 같이 시 동시 의 토크 가 크 고 속도 변화 가 적 은 것 에 쓰인다 . 그러나 2 개 의 계자 권 선 에 의한 자속 이 반대 방향 이 되 는 차동 복권전동기 ( 差動 複 卷 電動 機 ) 는 운전 이 불 안정 하 기 쉽 다 . 
 직류 전동기 의 시동 과 속도 제어 [ 편집 ] 
 直流 電動 機 － 始動 － 速度 制 御 시동 始動 
 직류 전동기 의 시동 전류 는 현저히 크 다 . 예 를 들 면 전기자 저항 0 . 05 Ω , 출력 7 . 5 ㎾ 인 분권전동기 는 110 V 전압 을 가하 면 2200 A 의 전류 가 흐른다 . 그 때문 에 심한 불꽃 이 튀 고 혹은 권선 을 태울 염려 가 있 다 . 따라서 시동 할 때 에 는 반드시 전기자 에 직렬 로 저항 을 접속 하 고 시동 전류 를 제한 한다 . 이 저항 엔 알맞 게 구분 하 여 전동기 의 속도 가 상승 함 에 따라 수동 또는 자동 으로 저항 을 줄여 나간다 ( 〔 그림 〕－ 12 ) . 
 직류 전동기 는 단체 ( 單體 ) 라도 여러 가지 속도 ­ 토크 특성 들 이 있 는데 운전 중 에 도 다음 과 같 은 여러 방법 으로 속도 ( 速度 ) 를 간단히 제어 할 수 있 다 ( 〔 그림 〕－ 13 ) . 
 ⑴ 계자 제어 ( 界磁 制 御 ) ― 계자 전류 를 증감 시키 면 자속 이 증감 하 며 속도 도 증감 한다 . 분권전동기 에서 는 계자 권 선 에 직렬 ( 直 列 ) 로 가변저항 기 를 넣 는다 . 최고 · 최저 속도 의 비 는 1 . 5 배 정도 , 보극 ( 補極 ) 이 있 을 경우 에 는 3 ∼ 5 배 가 된다 . 직권 정동기 에서 는 계자 권 선 에 병렬 로 가변저항 기 를 넣 거나 계자 권 선 의 유효 권수 ( 有效 卷數 ) 를 바꾼다 . 
 ⑵ 전기자 직렬 저항제어 ( 電機 子 直 列 抵抗 制 御 ) ― 전기자 에 직렬 로 저항 을 넣 으면 전기자 전압 이 내려가 속도 가 준다 . 이 방법 은 계자 제어 를 쓸 수 없 는 저속 때 에 도 사용 할 수 있 다 . 그러나 전력 손실 은 크 다 . 
 ⑶ 전기자 전압 제어 ( 電機 子 電壓 制 御 ) ― 가변 전압 전원 을 써서 전기자 전압 을 증감 한다 . 시 설비 는 비싸 지만 전력손 ( 電力 損 ) 이 적 고 속도 제어 가 원활 하 다 . 직류 발전기 를 전원 으로 하 는 워드 레오나드 방식 과 수은 정류기 ( 水銀 整流 器 ) 나 반도체 정류기 ( 半 導體 整流 器 ) 를 사용 하 는 정지 ( 靜止 ) 레오나드 방식 이 있 다 . 제철 용 · 선박 조타 용 · 전철 용 등 에 널리 쓰이 고 있 다 . 
 ⑷ 직병렬 제어 ( 直 竝列 制 御 ) ― 2 대 이상 의 전동기 를 직렬 이나 병렬 로 잇 고 단자 ( 端子 ) 전압 을 바꾸 어 제어 하 는 방식 으로 주로 전차 에 쓰인다 ( 〔 그림 〕－ 14 ) . 
 기타 전동기 [ 편집 ] 
 단상 유도전동기 [ 편집 ] 
 ( 單相 誘導 電動 機 ) 단상 인 유도전동기 에서 는 고정자 가 1 상분 밖에 없 기 때문 에 자계 도 회전 하 지 않 고 극성 ( 極性 ) 만 이 교체 될 뿐 이 다 ( 이것 을 교번 자계 라 한다 ) . 따라서 회전자 가 정지 하 고 있 는 상태 에서 는 전류 는 흘러도 시동 토크 는 생기 지 않 는다 . 그러나 회전 중 에 는 회전자 도체 가 차례 로 자계 를 끊 고 지나가 므로 유도 전류 ( 誘導 電流 ) 가 흐른다 . 이 전류 에 따라 생기 는 자계 는 고정자 로 인한 자계 와 위상 적 ( 位相 的 ) 으로 도 위치 적 으로 도 거의 90 ° 벌어지 므로 양쪽 자계 를 합성 하 면 삼상 교류 와 같 은 회전자 계 가 되 고 전동기 는 제 힘 으로 회전 을 계속 하 게 된다 . 이런 이유 로 단상 유도전동기 는 우선 어떤 방법 으로 든 시동 시켜 주 어야 한다 . 그리고 내부 에 있 는 시동 장치 에 따라 다음 과 같이 나눌 수 있 다 . 
 〔 표 〕- 2 단상 유도전동기 의 적용 
 전 동 기 종 별 
 선풍기 · 소 용량 송풍기 등 
 냉장고 · 냉동기 등 
 분쇄기 등 
 반발 시동식 , 콘덴서 시동식 
 반발 시동식 , 콘덴서 시동식 , 분 상식 ( 分 相 式 ) , 콘덴서 전동기 
 콘덴서 전동기 [ 편집 ] 
 콘덴서 전동기 , 쉐 이 딩 코 일식 
 콘덴서 시동식 
 분 상식 , 콘덴서 시동식 
 콘덴서 시동식 , 
 분 상식 
 분상 시동 형 [ 편집 ] 
 分 相 始動 形 
 주권 선 ( 主 卷 線 ) 이외 에 보조 권 선 을 가진 것 으로 , 이 두 개 로 회전자 계 를 만들 어 시동 한다 . 동기속도 ( 同期 速度 ) 의 75 ∼ 80 % 까지 가속 하 면 원심력 으로 작용 하 는 릴레이 ( relay ) 등 으로 보조 권 선 을 분리 하 고 주권 선 만 으로 운전 한다 . 구조 는 가장 간단 하 여 , 출력 50 ∼ 200 W 정도 의 공업 용 전동기 에 많이 쓰인다 . 
 콘덴서 시동 형 [ 편집 ] 
 condenser 始動 形 
 보조 권 선 과 직렬 로 콘덴서 를 넣 어 권선 과 보조 권 선 의 전류 의 위상차 ( 位相 差 ) 를 90 ° 가깝 게 하 고 시동 토크 를 증가 시키 는 것 . 출력 100 ∼ 400 W 정도 이 다 . 
 condenser 電動 機 운전 중 에 도 보조 권 선 과 직렬 로 콘덴서 를 넣 어 두 는 것 . 시동 토크 는 낮 지만 운전 중 의 토크 는 높 다 . 출력 은 극소 한 것 부터 200 W 정도 까지 있 다 . 
 반발 시동 형 [ 편집 ] 
 反撥 始動 形 
 회전자 를 권 성 형 으로 하 고 정류자 · 브러시 를 갖춘 것 으로 , 회전자 에 전류 를 흘려서 시동 하 며 , 일정 속도 이상 이 되 면 원심력 으로 정류자 를 자동 적 으로 단락 ( 短絡 ) 하 여 브러시 를 정류자 로부터 분리 하 고 유도전동기 로서 사용 한다 . 소음 이 크 고 코스트 도 높 지만 시동 때 의 토크 가 크 고 전류 가 적어도 된다 . 출력 은 100 ∼ 750 W 정도 이 다 . 
 셰이딩 코일 형 [ 편집 ] 
 shading coil 形 
 고정자 철심 의 돌출부 를 쪼개 어 그 한쪽 에 단락 ( 短絡 ) 코일 ( 셰이딩 코일 ) 을 달 고 주권 선 과 단락 코일 로 회전자 계 를 만들 어 내 는 시동 토크 는 매우 작 아 공업 용 으로 사용 하 지 는 못한다 . 출력 은 극소 에서 100 W 정도 . 이 들 은 모두 토크 나 효율 의 점 에서 대형 의 전동기 에 는 부적당 하 지만 단상 100 V 의 전원 으로 사용 할 수 있 으므로 가정용 · 농업용 · 간단 한 공업 용 의 손쉬운 동력원 으로 사용 된다 . 
 동기전동기 [ 편집 ] 
 구조 는 회전계 자형 ( 回轉 界 磁 型 ) 발전기 와 같 다 ( 〔 그림 〕－ 15 의 a ) . 고정자 ( 電機 子 ) 권선 에 삼상 교류 를 흘려 회전자 계 를 만들 고 회전자 계 의 계자극 ( 界 磁極 ) 을 외부 로부터 슬립링 을 통해서 직류 전류 로 여자 ( 勵 磁 ) 한다 . 이 때 회전자 계 에 따른 자극 과 계자극 사이 엔 인력 또는 척력 ( 斥力 ) 이 작용 하 여 , 회전자 는 부하 가 변동 해도 언제나 회전자 계 의 동기속도 ( 同期 速度 ) 와 전혀 같 은 속도 로 회전 한다 ( 〔 그림 〕－ 15 의 b ) . 그 대신 동기전동기 에서 는 부하 ( 負荷 ) 의 증감 에 따라 회전자 계 와 계자극 사이 의 각도 ( 이 를 부 하각 이 라 한다 〔 그림 〕－ 15 의 c ) 가 변화 한다 . 무부하 ( 無 負荷 ) 인 경우 에 는 부 하각 은 0 이 고 발생 하 는 토크 도 0 이 다 . 부 하각 은 부하 의 증가 에 따라 커지 며 , 이 에 따라 토크 도 커진다 . 토크 는 부 하각 이 50 °∼ 70 ° 일 때 가장 커진다 . 최대 토크 이상 의 부하 가 가해진 경우 에 는 , 발생 하 는 토크 의 시간 적 평균값 이 0 이 되 어 전동기 는 돌아가 지 않 게 된다 . 
 회전자 가 정지 되 어 있 거나 저속 일 때 에 는 , 회전자 계 ( 回轉 磁界 ) 에 뒤따를 수 없 기 때문 에 동기전동기 에 는 원리 적 으로 시동 토크 는 없 다 . 이것 때문 에 회전자 의 자극 표면 에 시동 권선 ( 始動 卷 線 ： 농형 권선 ) 을 달 고 전기자 권 선 과 이 시동 권선 을 사용 , 유도전동기 로서 시동 시킨 다음 가속 되 어 동기 속도 에 가까워졌 을 때 에 회전자 에 계자 를 가하 여 동기 운전 으로 끌어들인다 . 
 동기전동기 는 일정 부하 로 운전 하 고 있 을 때 , 계자극 의 여자 전류 를 증감 하 면 전기자 전류 가 변동 하 는 성질 을 갖 고 있 다 . 그 때문 에 작 은 전류 로 사용 할 수 있 어 대용량 저속도 의 기계 에서 는 유도전동기 보다 도 경제 적 이 다 . 
 응 용면 은 넓 어 대형 압연기 · 시멘트 원료 분쇄기 · 저 속도 대용량 의 송풍기 나 압축기 등 속도 를 바꿀 필요 가 없 는 부하 의 운전 에 사용 되 거나 , 또 양수 발전 용 ( 揚水 發展 用 ) 발전 전동기 로서 혹은 전력 계통 의 역률 ( 力 率 ) 개선 이나 전압 조정 등 에 도 쓰인다 . 소형 의 것 은 일정 속도 의 회전 이 필요 한 정밀 기계 나 측정 기기 ( 測定 機器 ) , 예컨대 팩시밀리 등 에 사용 된다 . 
 교류 정류자 전동기 [ 편집 ] 
 동기전동기 나 유도전동기 는 전원 주파수 에 따라서 결정 되 는 동기 속도 에 구속 되 어 일반 적 으로 회전 속도 를 자유로이 선택 할 수 없 다 . 그러나 고정자 에 유도전동기 와 같 은 권선 을 달 고 회전자 에 는 직류 전동기 와 같 은 정류자 를 가진 권선 을 달 면 교류 전원 으로 운전 이 가능 할 뿐 만 아니 라 속도 를 제어 할 수 있 는 교류 정류자 전동기 ( 交流 整流 子 電動 機 ) 가 된다 . 교류 정류자 전동기 에 는 단상 의 것 과 삼상 의 것 , 직권 식과 분 권식 이 있 으며 각종 구조 가 고안 되 고 있 다 . 
 단 상직 권 전동기 ( 單相 直 卷 電動 機 ) 의 구조 는 직류 직권 전동기 와 거의 같 다 . 직권 전동기 에서 는 단자 ( 端子 ) 전압 의 극성 ( ＋ －) 이 반대 가 되 면 고정자 에 의한 자계 의 방향 과 회전자 에 흐르 는 전류 의 방향 이 양쪽 다 반대 가 되 기 때문 에 단자 전압 의 극성 에 는 관계없이 회전자 는 항상 같 은 방향 으로 회전 한다 . 그렇 기 때문 에 소용 량인 직권 전동기 는 단상 교류 나 직류 에 도 사용 할 수 있 으므로 만능 전동기 ( 萬能 電動 機 ： universal motor ) 또는 교직 양용 전동기 ( 交直 兩 用 電動 機 ) 라고 불리 고 있 다 . 이것 들 은 가정 용 청소기 나 믹서 ( mixer ) , 재봉틀 , 8 밀리 영사기 , 전동 공구 ( 工具 ) 등 에 사용 된다 . 대용량 은 보상 권선 이나 보극 권선 을 설치 한다 . 이것 은 전기 철도 용 으로 쓰인다 . 
 같 은 형 의 전동기 로서 회전자 권 선 의 일부 또는 전부 를 단락 ( 短絡 ) 한 것 에 반발 전동기 ( 反 撥 電動 機 ) 가 있 다 . 
 삼 상직 권 전동기 ( 三相直卷電動機 ) 는 고정자 권 선 과 회전자 권 선 을 중간 변압기 를 통해서 직렬 로 접속 한 것 으로 , 브러시 의 이동 · 유도 전압 조정기 등 에 의해 속도 제어 를 한다 . 선박 용 윈치 ( winch ) · 종 이나 전선 감 는 기계 등 에 쓰인다 . 삼상 분권전동기 ( 三相分卷電動機 ) 는 조정 권선 이나 유도 전압 조정기 를 갖 고 있 어 , 이 로부터 가변 전압 을 끌어내 어 회전자 권 선 에 가하 여 속도 를 제어 한다 . 제지 ( 製紙 ) · 섬유 · 시멘트 · 고무 등 의 공장 에서 널리 사용 된다 . 
 전동기 의 진보 [ 편집 ] 
 電動 機 － 進步 
 전동기 가 발명 된 후 거의 100 년 이 란 기간 이 갔 다 . 그 동안 에 여러 가지 형 의 전동기 가 개발 되 고 기술 이나 재료 의 진보 에 따라 끊임없이 개선 되 어 왔 다 . 즉 각 기계 의 특성 에 따라 고성능 화 되 어 어떤 것 은 대 출력 으로 , 어떤 것 은 고속도 로 , 그리고 어떤 것 은 경량 ( 輕量 ) · 소형 ( 小形 ) 으로 각각 변화 했 다 . 그리고 내 구성 ( 耐久 性 ) 이나 수명 이 향상 되 었 다 . 또 한편 으로 는 각종 작업 기계 가 고성능 화 하 고 복잡 화 함 에 따라 구동 용 ( 驅動 用 ) 의 주 ( 主 ) 전동기 이외 에 각종 보조 장치 나 자동 제어 장치 를 활용 하 는 제어 용 전동기 나 서보모터 ( servomotor ) 등 이 발달 했 다 . 
 E 종 절연 전동기 [ 편집 ] 
 E 種 絶緣 電動 機 
 종래 에 는 A 종이 라고 불려 왔으며 , 절연 재료 를 사용 한 전동기 가 주류 였으나 , 최근 에 는 E 종 절연 전동기 가 보통 이 다 . A 종 절연 은 무명 · 명주 · 종이 등 의 절연 재료 를 사용 , 여기 에 바니시 ( varnish ) 종류 를 먹이 거나 기름 속 에 담가 두 었 던 것 이 다 . 이 에 대하 여 E 종 절연 은 폴리에스테르 계 재료 를 사용 해 바니시 종류 를 먹인 것 이 다 . E 종 절연 재료 는 A 종 보다 허용 온도 가 약 15 ℃ 높 고 , 또 20 ∼ 40 % 나 소형 화 · 경량 화 되 어 있 다 . 
 무정 류자 전동기 [ 편집 ] 
 직류 전동기 의 브러시 와 정류자 , 동기전동기 의 슬립링 은 전동기 의 수명 을 단축 하 게 하 므로 큰 결점 으로 알려져 있 다 . 그러나 최근 전자학 ( electronics ) 의 발전 에 따라 , 이 들 에 대치 될 수 있 는 전자 장치 를 기체 내부 에 넣 은 전동기 가 개발 되 었 다 . 예컨대 직류 전동기 의 고정자 에 트랜지스터 로 개폐 ( 開閉 ) 동작 을 시키 기 위한 권선 을 덧붙이 고 브러시 정류자 에 의한 정류 작용 을 대행 하 도록 한 트랜지스터 모터 가 있 다 . 
 서보모터 [ 편집 ] 
 물체 의 위치 · 방위 · 자세 · 회전 속도 등 을 제 어량 ( 出力 ) 으로 하 고 목표치 ( 目標 値 , 人力 ) 의 변화 에 뒤따르 도록 구성 된 자동 제 어계 ( 自動 制 御 系 ) 를 서보 기구 ( servo 機構 ) 라 하 며 , 보통 피드백 ( feed back ) 회로 를 가지 고 있 어 , 출력 의 검 출부 · 목표치 와 의 오 차 증 폭부 · 조작 부 · 제 어 대상 등 으로 구성 된다 ( 〔 그림 〕－ 16 ) . 이러 한 서보 계 ( 系 ) 의 조 작부 에 사용 되 는 것 이 서보모터 인데 , 전기식 ( 직류 · 교류 ) · 유압식 · 전기 유압식 으로 된 것 들 이 있 다 . 서보모터 의 사명 은 목표치 로부터 벌어짐 에 따라 재빨리 정 · 역회전 하 여 서보 계 를 평 형 으로 유지 하 는 일 이 며 , 일반 적 으로 시동 · 정지 · 역전 ( 逆轉 ) 의 동작 이 신속 정확 해야 하 고 , 더구나 시동 토크 가 커야 할 것 과 신속히 평형 상태 에 도달 하 도록 전동기 의 고유 응답 성 ( 固有 應答 性 ) 이 좋 아야 한다 . 
 직류 서보모터 에 는 서보 용 직류 전동기 · 프린트 모터 ( print motor ) · 평활 전기자 형 전동기 가 있 다 . 서보 용 ( 用 ) 직류 전동기 는 전기자 를 좁 고 길 게 하 여 관성 ( 慣性 ) 을 적 게 하 며 전기자 홈 을 비스듬히 만들 어 토크 의 맥동 을 없애 고 , 고정자 의 계철 ( 繼鐵 ) 을 성층 강판 제 ( 成層 鋼板 製 ) 로 하 여 와전류 를 줄인 것 이 다 . 프린트 모터 는 절연물 의 얇 은 원판 양면 에 동박 ( 銅箔 ) 을 프린트 배선 한 것 을 전기자 로 하 고 , 여기 에 브러시 를 직접 접촉 시켜서 전류 를 통할 수 있 는 구조 로 된 것 이 다 . 자극 으로 는 영구 자석 을 사용 하 며 , 전기자 에 는 철심 이 없 다 . 출력 1 ㎾ 정도 의 것 까지 있 다 . 
 평활 전기자 형 전동기 는 매우 좁다란 철심 의 주위 에 전기자 권 선 을 유리 테이프 ( tape ) 로 고정 시켜 전체 를 에폭시 수지 ( 樹脂 ) 로 굳힌 것 이 다 . 출력 20 ㎾ 정도 의 전동기 ( 電動 機 ) 도 있 다 . 
 교류 서보모터 로 잘 쓰이 는 것 은 이상 서보모터 ( 二相 servomotor ) 이 다 . 이것 은 2 상권 의 농형 유도전동기 로서 여자 권 선 과 제어 권 선 이 있 으며 , 제어 권 선에 의 전압 의 크기 또는 위상 을 변화 시켜 제어 한다 . 직류 서보모터 와 같이 회전자 를 얇 게 하 거나 좁다랗 게 하 거나 하 는데 , 회전자 철심 의 중량 이 큰 부분 을 고정 시킨 채 권선 부분 만 을 회전 시키 도록 만든 것 도 있 다 . 출력 은 수십 와트 의 소형 전동기 가 보통 이 다 . 
 그 밖 에 특수 한 것 으로 는 스테프 모터 ( 펄스 모터 ) 가 있 다 . 이것 은 디지털 ( digital ) 량 ( 펄스 수 ) 을 아 날로 그 량 ( 機械 變位 ) 으로 변환 하 는 것 의 하나 로 , 프로그램 되 는 방법 으로 직류 여자 ( 直流 勵 磁 ) 될 때 일정 각도 만큼 회전 하 는 장치 이 다 . 각도 변위 의 방향 은 펄스 ( pulse ) 의 순서 로 정해진다 . 피드백 회로 가 필요 치 않 는 오픈 루프 ( open loop ) 식 제 어계 ( 制御 系 ) 의 서보모터 로서 많이 사용 된다 . 
 정류 기기 [ 편집 ] 
 회전 변류기 [ 편집 ] 
 回轉 變流 機 
 동기전동기 를 직류 발전기 에 직결 하 고 운전 하 면 교류 를 직류 로 간단 하 게 변환 할 수 있 다 . 그러나 이 방법 은 설비비 가 비싸 며 종합 효율 도 낮 다 . 
 회전 변류기 ( 또는 동기 변류기 ) 는 이 결점 을 해소 하 기 위하 여 동기전동기 와 직류 발전기 의 두 가지 를 1 대 에 모은 것 이 다 ( 〔 그림 〕－ 17 ) . 이 기계 의 전기자 에 슬립링 을 통하 고 삼상 교류 전류 를 흘리 면 일종 의 동기전동기 로서 운전 하 며 같 은 전기자 에서 전류 를 끌어낼 수 가 있 다 . 다만 회전 부분 이나 브러시 · 정류자 등 의 마모 부분 이 있 기 때문 에 효율 · 수명 이 모두 정지 기기 보다 뒤떨어지 므로 현재 에 는 특수 한 경우 이외 에 는 쓰이 지 않 는다 . 
 수은 정류기 [ 편집 ] 
 〔 그림 〕－ 18 의 왼쪽 은 유리수 은 정류기 의 정류관 이 다 . 이것 은 진공 으로 된 내열 유리관 바닥 에 수은 C 를 넣 고 ( 음극 ) , 상부 의 양쪽 돌출부 속 에 흑연 전극 A 1 , A 2 ( 양극 ) , 음극 가까이 에 점호 극 ( 點 弧 極 ) 이 라 부르 는 작 은 전극 I 를 놓 고 단상 변압기 의 2 차 권선 을 두 상 ( 相 ) 으로 나누 어 여기 다가 양극 을 이 은 것 이 다 . 정류관 을 오른쪽 으로 기울여 스위치 S 를 넣 으면 수은 이 흘러 점호 극 I 와 음극 이 연락 하 여 C · I · 전지 · 저항 으로 만 된 국부 회로 ( 局部 回路 ) 에 전류 가 흐른다 . 그 때 갑자기 관 을 원위치 로 되돌리 면 C 와 I 사이 의 수은 이 끊 어 져 불꽃 이 튀 고 수은 증발 이 심해 지 며 , 또 수은 면상 에 백색 휘점 ( 輝點 ) 이 생긴다 . 이것 을 음극점 이 라 하 는데 , 여기 에서 는 무수 한 자유 전자 ( 自由 電子 ) 가 생겨 전위 ( 電位 ) 가 ＋ 로 되 어 있 는 쪽 의 양극 을 향해서 이 자유 전자 가 탈출 한다 . 이 자유 전자 의 작용 에 따라 도중 에 있 는 수 은 분자 가 전리 되 어 전류 가 커지 며 , 음극점 과 양극 사이 에 수은 전호 ( 水銀 電弧 ： 아크 ) 가 생긴다 . 그 결과 양극 전류 i sub 1 또는 i sub 2 가 A 1 또는 A 2 에서 C 를 향해서 흘러 , 부하 를 통해서 중성점 ( 中性 點 ) O 로 돌아간다 . 따라서 부하 측 에서 보 면 음극 C 가 ＋ 극 이 되 고 중성점 O 가 － 극 이 된다 . 
 음극 과 양극 사이 에 는 보통 15 ∼ 30 V 의 전압 강하 ( 電壓 降下 ) 가 있 다 . 그것 은 양극 강하 · 전호중 강하 · 음극 강하 로 나뉜다 . 음극 강 하 는 음극점 에서 자유 전자 를 탈출 시키 고 , 거기 다가 전리 ( 電離 ) 에너지 를 주 기 위한 전압 인데 , 정류관 의 구조 · 수은 증기압 · 온도 · 부하 를 흐르 는 전류 등 에 관계없이 약 10 V 이 다 . 정류 작용 을 하 게 되 는 경우 순방향 ( 順 方向 ) 에서 는 전기 가 통할 때 의 전압 강하 가 적 고 , 역방향 에서 는 될 수 있 는 대로 높 은 전압 을 저지 할 것 이 요구 된다 . 수은 정류기 는 수백 ∼ 수천 V 의 역 전압 에 견디 어야 한다 . 
 대용량 인 경우 에 는 유리 정류관 대신 에 쇠통 ( 鐵 槽 ) 을 사용 한 철제 수은 정류기 가 사용 된다 ( 〔 그림 〕－ 21 ) . 
 수은 정류기 에 는 단상 반파 정류 ( 單相 半 波 整流 ) · 단상 전파 정류 ( 單相 全波 整流 ) · 3 상 이나 6 상 혹은 그 이상 의 다상 정류 ( 多相 整流 ) 등 여러 가지 형 의 정류기 가 있 다 . 도 양극 아래 그리드 ( grid ) 를 설치 하 고 음극 에 대한 그리드 의 전류 를 바꾸 어 발생 하 는 직류 전압 을 조정 하 거나 하 는 그리드 제 어수 은 정류기 ( grid 制御 水銀 整流 器 ) 도 있 다 . 제 어 그리드 는 니켈 ( Ni ) 이나 몰리브덴 ( Mo ) 으로 만든 망상 ( 網狀 ) 의 것 ( 유리 정류기 ) , 흑연 이나 순철 ( 純鐵 ) 의 그리드 ( 鐵製 整流 器 ) 가 사용 된다 . 수은 정류기 는 과열 을 피하 고 수은 증기 를 응축 ( 凝縮 ) 시키 기 때문 에 풍 랭 ( 風 冷 ) 또는 수 냉 ( 水 冷 ) 시킨다 . 또 전류 의 맥동 을 없애 기 위해서 는 예컨대 〔 그림 〕－ 19 의 왼쪽 과 같이 부하 회로 에 코일 을 넣 거나 하 는 방법 이 효과 가 있 다 . 
 반도체 정류기 [ 편집 ] 
 半 導體 整流 器 
 정류소 자 의 대표 적 인 것 은 다결정체 로 는 아산화 구리 ( CuO ) · 셀렌 ( Se ) 등 이 고 단결정체 로 는 게르마늄 ( Ge ) · 실리콘 ( Si ) 등 이 다 . 
 아산화 구리 정류기 및 셀렌 정류기 ( 〔 그림 〕－ 20 ) 에서 전류 는 연판 ( 鉛 板 ) → 아산화 구리 ( 亞 酸化 銅 ) → 동기 판 ( 銅 基板 ) , 기판 → 셀렌 층 → 음극 합금 의 방향 으로 만 흐른다 . 아산화 구리 는 기판 의 표면 을 산화 시킨 얇 은 피막 ( 皮膜 ) 이 고 , 셀렌 은 기판 위 에 증착 ( 蒸着 ) 된 0 . 05 ∼ 0 . 1 mm 정도 의 층 이 다 . 
 셀렌 정류기 는 1 개 로 는 소 용량 이 지만 , 직렬 또는 병렬 로 여러 판 ( 板 ) 을 접속 하 면 상당 한 전압 · 전류 에 도 사용 할 수 있 다 . 교류 100 V 를 정류 하 는 데 는 4 ∼ 6 매 의 소자 를 직렬 로 접속 하 면 된다 . 전압 이 낮 을수록 소자 내 에서 의 전압 강하 가 적어지 므로 일반 적 으로 는 소 용량 · 저전압 에서 많이 사용 된다 . 텔레비전 · 라디오 의 정류관 대신 에 쓰이 고 있 는 것 도 대개 는 이것 이 다 . 게르마늄 정류기 와 실리콘 정류기 ( 〔 그림 〕－ 22 ) 는 반도체 의 p ­ n 접합 이 밸브 작용 이 있 음 을 이용 한 것 이 다 . 실리콘 정류소 자 는 내열 성 이나 효율 이 좋 고 역방향 의 높 은 전압 에 견딜 수 가 있 을 뿐 아니 라 소형 으로 만들 수 가 있 다는 이점 이 있 다 . 그리고 상당히 대용량 ( 예컨대 1600 V 250 A ) 의 정류기 를 만들 수 있 게 되 고 종합 효율 도 우수 하 므로 전기 화학 공업 이나 전기철도 등 에서 응용 분야 가 넓혀 지 고 있 다 . 
 같 은 실리콘 을 사용 한 것 으로 사이리스터 ( thyristor ) 가 있 다 . 그 중 가장 일반 적 인 것 은 실리콘 의 p ­ n ­ p ­ n 접합 으로 만든 실리콘 제어 정류기 ( SCR ) ( 〔 그림 〕－ 23 ) 이 다 . 〔 그림 〕－ 24 는 대표 적 인 SCR 의 전압 ­ 전류 특성 이 다 . 순방향 ( 順 方向 ) 소자 영역 에서 는 중앙 의 n ­ p 접합 의 저지 작용 때문 에 전압 을 올려도 전류 는 증가 하 지 않 지만 , 순방향 브레이크 오버 전압 ( 실제로 사용 할 경우 의 회로 전압 보다 는 훨씬 높 은 값 ) 을 넘 으면 저지 작용 이 없 어 지 고 고 도통 ( 高 導 通 ) 영역 으로 옮겨간다 . p ­ n ­ p ­ n 접합 의 중앙 의 p 영역 에 외부 로부터 적당 한 전류 ( 게이트 전류 ) 가 흐르 면 이 전류 의 값 이 증가 할수록 브레이크 오버 전압 은 낮 아 지 고 어떤 일정 한 값 이상 이 되 면 실리콘 정류소 자 의 특성 과 같 아 진다 ( 〔 그림 〕－ 25 ) . 도통 ( 導 通 ) 되 고 있 는 상태 에서 순방향 저지 영역 으로 바꾸 는 데 는 전류 를 보 지 전류 ( 保 持 電流 ) 이하 로 낮추 면 된다 . 
 SCR 은 대전 후 에 개발 된 것 인데 , 최근 에 는 꽤 대용량 의 전력 용 의 것 까지 만들 어 지 게 됐 다 . 그 스위치 작용 을 이용 한 각종 제어 장치 나 변환 장치 등 은 널리 사용 되 게 됐 다 .