공극 [Air gap] 이란 무엇인가?

공극: 고정자와 회전자 사이의 간격.

 

전기기기 중에서 회전기는 전기자와 계자가 떨어져 있음으로써 회전자가 회전할 수 있다.

 

* 회전기 중 유도 전동기를 예를 들어 살펴보면 고정자의 자기장은 회전자에 대해서 변화하거나 회전한다. 이것은 유도 전동기의 회전자에 대향 하는 전류를 유도하며, 실제로 전동기의 2차 권선은 외부 임피던스를 통해 단락 되거나 닫힐 때 발생한다. 회전 자속은 회전자의 권선에 자기 선속을 유도한다. 그것은 변압기 2차 권선에 유도된 전류와 유사한 방식으로 전류를 흐르게 한다. 회전자 권선의 전류는 회전자에서 고정자 필드에 반응하는 자기장을 생성한다. 렌츠의 법칙으로 생성된 자기장의 방향은 회전자 권선을 통한 전류의 변화에 반대하는 것과 같다. 회전자 권선에서 유도 전류의 원인은 회전하는 고정자 자기장이다. 회전자 권선 전류의 변화에 맞서기 위해 회전자는 회전하는 고정자 자기장의 방향으로 회전하기 시작한다. 회전자는 유도 회전자 전류와 토크의 크기가 하중의 균형을 이룰 때까지 가속화한다.

 

<공극이 넓으면>

장점: 과부하 용량이 커지고, 구조적으로도 안정적이다. (정격용량을 초과해서 운전할 수 있다)

단점: 코일 내 쇄교자속이 감소함으로써 자화 전류가 증가하고 역률이 낮아진다. (효율이 낮아진다)

 

<반대로 공극이 좁으면>

장점: 전기자와 계자 간의 회전자계가 효율적으로 전달된다.

단점: 전기자가 회전함으로써 발생되는 소음과 진동이 커진다. (진동은 기계의 효율을 나쁘게 하고 수명을 줄인다)

 

따라서 모든 공극은 적당한 크기를 가져야 하고, 그것은 평균 공극의 ±10% 를 넘지 않아야 한다.

참고자료: https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%9C%A0%EB%8F%84%EC%A0%84%EB%8F%99%EA%B8%B0

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