단상 선풍기는 어떻게 돌아가는지요?

Question

모터는 3상 전원에서 발생하는 회전자계로 돌아간다고 하는데 선풍기 모터는 단상전원만 연결 되어 있는데도 어떻게 회전력을 얻을 수 있는지요?

Answer 1

안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.

일반적으로 선풍기 모터는 샤프트를 회전시키기 위해 단상 전원을 사용합니다. 단상 전원을 사용하는 경우, 모터에는 두 개의 스테이터 (고정자) 간에 90도 차이가 있는 두 개의 회전자기 (로터)를 사용합니다. 스테이터의 전원은 2개의 단자 중 하나에 연결되고, 다른 하나는 회전자기에서 생성되는 전류를 땡겨들이는 역할을 합니다.

한 개의 스테이터에만 전원이 연결된 경우, 선풍기 모터의 회전자기는 고정자의 자기장 안에서 회전하면서 전류를 생성하고, 회전하는 회전자기에서 생성된 전류는 다른 회전자기로 흐르게 됩니다. 이렇게 생성된 전류는 두 번째 회전자기를 회전시키며, 이 과정에서 모터가 동작하게 됩니다.

단상 전원 모터는 선풍기 모터뿐만 아니라 가정용 세탁기, 냉장고, 에어컨 등 다양한 가전제품에 사용되는 일반적인 모터입니다.

Answer 2

단상 선풍기의 모터는 커피 전기 모터처럼 자기장의 변화에 의해 회전하는 단상 컨덴서 모터를 사용합니다. 전원선에 연결된 단상 컨덴서는 회전자 자기장에 의해 생성되는 회전력을 생성하고, 이 회전력으로 인해 모터의 로터가 회전합니다. 이 때, 회전자 자기장을 생성하기 위해 모터에 시작캐퍼시터가 포함되어 있으며, 이 캐퍼시터는 회전자 자기장을 초기화하는 데 도움을 줍니다.

Answer 3

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.3상 전원에서 발생하는 회전자계는 대개 AC(교류) 모터에서 사용됩니다. 이는 3상 전원에서 전류의 상태가 시간에 따라 변화하면서, 회전자계에 작용하는 전기력도 시간에 따라 변화하게 되어 회전력이 발생하는 원리입니다.

반면, 선풍기 모터는 보통 단상 전원에서 작동됩니다. 이 경우, 모터 내부에는 회전자계 대신 회전자가 포함되어 있습니다. 회전자는 전원에서 인가되는 전기력이 바로 전자기력으로 변환되어 회전력을 발생시킵니다. 이러한 회전자를 가진 모터를 "회전자식 모터" 또는 "유도전동기"라고 부릅니다.

선풍기 모터에서 회전자가 회전력을 발생시키는 원리는, 전원에서 공급되는 AC 전류가 모터 내부의 코일을 통과할 때, 회전자 내부에 인덕션(유도) 전류가 발생한다는 것입니다. 이 유도 전류는 회전자 내부의 자기장과 상호작용하여 회전력을 발생시킵니다.

따라서, 선풍기 모터에서도 단상 전원만으로 회전력을 얻을 수 있는 것입니다. 하지만, 3상 전원을 사용하는 AC 모터에 비해 회전력이 상대적으로 약하고, 회전수도 낮습니다.