영구 자석(PM)형 모터는 수W에서 수백W에 이르는 비교적 소출력형으로 제작되고 있으나 효율이 좋은것이 특징이다. 본 실험에서는 PM모터를 사용하고 있으므로 계자에 의한 자속(
K phi ~ |
)은 일정하다. 따라서, 회전력(
T~ |
)은 모터의 입력전류에 비례하고 회전자의 역기전력 (
Ea~ |
)은 회전속도(
Wm~ |
)에 비례하므로 이 관계식은 다음과 같다.
K phi ~=~ 일정 |
(2-1)
Ea ~=~ K phi CDOT Wm(V~) |
(2-2)
T ~=~ K phi CDOT Ia ~(N.m ) |
(2-3)
입력전압(
Vt~ |
)과 전류(
Ia~ |
)의 관계 및 회전속도와 회전력의 관계는 회전자의 저항을 (
Ra~ |
)라 했을때 다음과 같다.
Vt ~=~ Ea + Ra CDOT Ia ~(V~) |
(2-4)
Wm ~=~ Vt over {K phi} - {Ra CDOT T} over {(K phi )^2} ~ (rad/sec) |
(2-5)
2-5식의 결과 알수있는 바와같이 브레이크(기계적 부하)를 주어 회전력
T~ |
를 증가시키면 회전속도가 직선적으로 감소됨을 알 수 있다. 또한, 모터의 입력전류는 기계적 부하의 증가에 따라 증가되며, 입력전력도 증가된다. 즉, 회전력
T~ |
가 증가하기 위해서는
Ia~ |
가 증가하여야 하며 이
Ia~ |
는 회전부하에 의하여 회전속도가 감소되면 증가하게 된다. 모터의 속도는 무부하시 일정속도로 제한되는데 이는 역기전력이 모터속도에 따라 증가하므로 속도는 제한된다.
모터의 속도와 부하의 관계는 그림 20-3과 같다.
