필드 코일

Field coil
현대식 저가 범용 모터로, 진공 청소기로 제작되었습니다.필드 와인딩은 뒷면을 향해 양쪽이 어두운 구리색입니다.로터의 라미네이트 코어는 회색 금속으로 코일을 감을 수 있는 어두운 슬롯이 있습니다.정류자(일부 숨겨져 있음)는 전면을 향해서 어둡게 되어 있습니다.전면에 있는 큰 갈색 성형 플라스틱 조각은 브러시 가이드와 브러시(양쪽) 및 프론트 모터 베어링을 지지합니다.

계자 코일은 전자 기계, 전형적으로 모터나 발전기와 같은 회전 전기 기계에서 자기장을 생성하는 데 사용되는 전자석입니다.전류가 흐르는 와이어 코일로 구성됩니다.

회전기계에서 자기장 코일은 자기장 라인을 이끄는 철자성 코어에 감긴다.자기 코어는 고정식 스테이터와 회전식 로터의 두 부분으로 나뉩니다.자기장 라인은 스테이터에서 로터를 거쳐 다시 스테이터를 통해 연속 루프 또는 자기 회로를 통과합니다.필드 코일은 스테이터 또는 로터에 있을 수 있습니다.

자기 경로는 자기장 라인이 스테이터에서 로터로 또는 그 반대로 통과하는 로터 주변의 동일한 각도의 위치에 의해 특징지어집니다.스테이터(및 로터)는 보유한 극의 수에 따라 분류됩니다.대부분의 배치는 극당 하나의 필드 코일을 사용합니다.일부 오래되거나 단순한 배열에서는 양 끝에 극이 있는 단일 필드 코일을 사용합니다.

필드 코일은 회전 기계에서 가장 흔하게 발견되지만, 항상 같은 용어는 아니지만 다른 많은 전자기 기계에서도 사용됩니다.여기에는 질량 분석기 및 NMR 기계와 같은 복잡한 실험실 계측기까지의 간단한 전자석이 포함됩니다.필드 코일은 경량 영구 자석이 보편화되기 전에 한때 라우드스피커에 널리 사용되었습니다(자세한 내용은 필드 코일 라우드스피커 참조).

고정 필드 및 회전 필드

대부분의[note 1] DC 필드 코일은 일정한 정적 필드를 생성합니다.대부분의 3상 교류 계자 코일은 전기 모터의 일부로 회전 계자를 생성하는 데 사용됩니다.단상 AC모터는 다음 패턴 중 하나를 따를 수 있습니다.소형 모터는 보통 정류자가 달린 브러시드 DC모터와 같은 범용 모터이지만 AC에서 구동됩니다.큰 AC모터는 일반적으로 3상 또는 단상 모두 유도모터입니다.

스태터와 로터

많은[note 1] 회전 전기 기계는 일반적으로 접점(정류자 또는 슬립 링)을 통해 움직이는 로터에 전류를 전달(또는 추출)해야 합니다.이러한 접점은 대부분의 경우 이러한 기계에서 가장 복잡하고 신뢰성이 낮은 부품이며, 기계가 처리할 수 있는 최대 전류를 제한할 수도 있습니다.이러한 이유로 기계가 두 세트의 권선을 사용해야 하는 경우, 일반적으로 가장 적은 전류를 전달하는 권선은 로터와 스테이터에 배치됩니다.

필드 코일은 장치 설계에 가장 비용 효율적인 방법에 따라 로터 또는 스테이터에 장착할 수 있습니다.

브러시드 DC 모터에서는 필드가 정적이지만 전기자 전류가 지속적으로 회전하도록 정류되어야 합니다.이는 회전 슬립 링 및 스위치의 조합인 정류자를 통해 로터의 전기자 권선을 공급함으로써 이루어집니다.또한 AC 유도 모터는 스테이터의 필드 코일을 사용하며, 로터의 전류는 다람쥐 케이지의 유도에 의해 공급됩니다.

제너레이터의 경우 필드 전류가 출력 [note 2]전류보다 작습니다.따라서 계자는 로터에 장착되고 슬립링을 통해 공급된다.출력 전류는 스테이터에서 수집되므로 고전류 슬립링이 필요하지 않습니다.정류기가 장착된 AC 발전기보다 일반적으로 더 이상 사용되지 않는 DC 발전기에서, 정류기의 필요성은 브러시 기어와 정류기가 여전히 필요할 수 있다는 것을 의미했다.전기 도금에 사용되는 고전류 저전압 발전기의 경우 특히 크고 복잡한 브러시 기어가 필요할 수 있습니다.

양극장 및 다극장

볼록 자기장 쌍극 발전기
후속 전계 쌍극 발전기
후속 필드, 4극, 션트-와이드 DC 발생기
그램 링 또는 드럼 로터를 통과하는 4극 스테이터의 필드 라인.

발전기 개발 초기에 고정자 장은 단일 양극장에서 이후 다중극 설계로 진화적인 개선을 거쳤습니다.

양극성 발전기는 1890년 이전에는 보편적이었지만 이후 몇 년 동안 다극성 자기장으로 대체되었다.양극성 발전기는 아주 작은 [1]크기로만 만들어졌다.

이 두 가지 주요 유형 사이의 디딤돌은 스테이터 주위에 링 모양으로 배치된 두 개의 필드 코일이 있는 후속 극 양극 발전기였습니다.

이 변경은 전압이 높을수록 작은 와이어를 통해 전력을 보다 효율적으로 전달하기 때문에 필요했습니다.출력 전압을 높이려면 DC 발전기를 더 빨리 회전시켜야 하지만, 특정 속도를 초과하면 매우 큰 전력 전송 발전기에서는 이 방법이 실용적이지 않습니다.

그라메 링을 둘러싼 극면의 수를 늘림으로써 기본 2극 발생기보다 더 많은 자력선을 1회전으로 절단할 수 있다.그 결과 4극 발전기는 2극 발전기의 2배, 6극 발전기는 2극 발전기의 3배 전압을 출력할 수 있었다.이를 통해 회전 속도를 증가시키지 않고도 출력 전압을 높일 수 있습니다.

다극 발전기에서 전기자와 전기자석은 전기자석이 부착된 원형 프레임 또는 "링 요크"로 둘러싸여 있다.이는 극 조각의 표면이 최소이고 자속 경로가 2극 [1]설계보다 짧기 때문에 강도, 단순성, 대칭 외관 및 최소 자기 누출의 이점을 가지고 있습니다.

와인딩 재료

주요 기사: 와인딩

코일은 일반적으로 에나멜 처리된 구리 와이어(일명 자석 와이어)로 감깁니다.와인딩 재료는 필드 코일에 의해 소비되는 전력을 줄이려면 저항이 낮아야 하지만, 더 중요한 것은 오믹 가열에 의해 발생하는 폐열을 줄이기 위해서입니다.와인딩의 과도한 열은 일반적인 고장 원인입니다.구리 비용이 증가함에 따라 알루미늄 권선의 사용이 증가하고 있습니다.

구리보다 더 좋은 재료는 높은 비용을 제외하고 은이 될 것입니다. 이는 저항률이 훨씬 낮기 때문입니다.은은 드물게 사용되어 왔다.세계 2차 대전 동안 최초의 원자 폭탄을 만드는 맨해튼 프로젝트는 우라늄을 농축하기 위해 칼루트론으로 알려진 전자기 장치를 사용했다.수천 톤의 은이 미국 재무부 준비금에서 빌려서 자석을 [2][3]위한 매우 효율적인 저저항 필드 코일을 만들었다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b 필드 코일은 광범위한 전기 기계에서 발견되므로 읽을 수 있는 방식으로 분류하려고 하면 일부 불명확한 예를 제외할 수 있습니다.
  2. ^ 엄밀히 말하면 필드 전력보다 큰 출력 전력이지만, 실제로는 전류가 더 크다는 것을 의미합니다.
  1. ^ a b Hawkins Electrical Guide, 제1권, Copyright 1917, Theo.Audel & Co, Chapter 14, Classes of Dynamo, 182페이지
  2. ^ "The Silver Lining of the Calutrons". ORNL Review. Oak Ridge National Lab. 2002. Archived from the original on 2008-12-06.
  3. ^ Smith, D. Ray (2006). "Miller, key to obtaining 14,700 tons of silver Manhattan Project". Oak Ridger. Archived from the original on 2007-12-17.