capacitor와 starter 에 대해 여쭙습니다.

사진을 본문에 삽입하신 후에 파일을 지우시면 지금처럼 사진 에러가 납니다 ;; 

다시 올렸어요. 감사합니다.

모터,팬이나 블로워를 힘차게 돌아가게 하는 겁니다.

이게 고장나면 블로워가 힘없이 돌아가거나 안돌아가죠. 아무나 갈수있는 저난이도의 작업이라 그냥 같은거사서 갈아끼우시면 됩니다.

TX처럼 따뜻한(?) 남쪽나라에 계시는 분들은, 한두개 미리 사놓으시더군요.

수명이 있는 부품이라 갑자기 이거 나가면 배달 올때까지 고역이거든요.

아니면, 얼마 안하는 저 부품때문에 사람을 불러야 하니..

이 capacitor에 charge되는 용량이 생각보다 큽니다.

혹시나 망가진 capacitor를 빼신 후에는 discharge 잘 하시구요.

원글/님이 궁굼해하시길레.

냉장고에 있는 capacitor 와 starter 는. “아마도”

냉장고 안의 냉축기를 돌리려면 순간적으로 큰 용량의 전류가 필요합니다. 

시작할때의ㅠ전류가 뚜꺼비집이 내려갈 정도이지요. 

그래서 냉축기 옆에. 따로 보조 바떼리를 달아놓고,

시작할때 일단 이걸로 전류를 흘려주고. 일정 수준으로 냉축기가 돌아갈때까지 보조 전류를 보태줍니다. 

여기서 보조바떼리는 capacitor 이고, 냉축을 시작하게 하는 게 starter 라고 조심스럽게 말씀드립니다. 

그래서 capacitor에서 누액같은 것이 흘러 나오는 군요.  자동차 밧데리의  투명한 누액같은 것이 흘러나와서 고장이 나고,  만지면 전기도 오르는 것을 느꼈는데, 그리고 starter는  시동을 거는 장치라고 보면 되겠군요.  

교체를 할때, 어느 한 쪽만 교체하면 될것 같은데 보통 둘다 교체하여서, 서로 어떤 관계가 있구나라고 생각했습니다.

답변들 감사합니다.  그리고 여긴 더운 TX 입니다.

Power Electronics 관계된 1인으로서 일하기 싫어서 괜히 진지빨고 써봅니다...

일단 둘다 capacitor 라고 부르는 전자부품이구요 용량을 보아하니 왼쪽이 Start cap, 오른쪽이 Run cap 일 것 같네요.

흔히 보이는 모터는 중앙에 튀어나와있는 막대기(로터)에 날개/기어/벨트 같은걸 달아서 물리적인 회전에너지를 다른 곳에 공급해주는 쇳덩이입니다.

그럼 그 물리적인 에너지는 어디서 나오느냐? 전원 꼽잖아요!? 전기에너지에서 출발합니다.

간단히 말하면 빙글빙글 도는 로터의 핵심은 자석입니다. 그리고 로터의 바깥쪽 껍데기도 자석입니다. 어떻게 돌까요? 어렸을때의 기억을 더듬어 보신다면, 극이 있는 자석들은 밀기도 하고 당기기도 하고 서로에게 작용하는 힘이 있지요. 아주 마찰이 적은 회전판에 로터 (자석뭉치) 를 붙여놓고 외부에서 다른 자석을 대볼까요? 로터와 외부 자석이 같은 극끼리 마주보게 붙이면 분명히 로터가 빙글 하고 돌겁니다, 밀어내려고 하지만 로터가 회전판에 붙어있으니까요. 하지만 빙글 돌고나서, 결국 반대극끼리 바라보게끔 된 후에는 둘은 좋아서 그냥 붙어있기만 할겁니다. 커플지옥 그럼 외부 자석의 극을 반대로 뒤집어 볼까요? 그럼 또 같은 극끼리 마주보게 되는 거니까 로터가 또 빙글 하고 돌겁니다. 이 원리로, 자석 뭉치가 빙글빙글 돌 때 적당한 시기에 외부에서 다른 자석으로 같은 극으로 대서 밀었다가, 조금 기다리고 외부 자석의 방향을 바꿔서 또 밀거나 땡기면 자석뭉치가 멈추지 않고 계속 빙글빙글 돕니다. 이래서 싱글을 추천드립니다. 더 빨리 자석 극을 뒤집으면 로터의 회전 속도가 빨라질거라고 대략 예상해볼 수 있지요. 문제는 앞에 말했듯이, 자석들은 가만두면 붙어버리거나 특정 위치에 고정되어서 가만히 있습니다. 그래서 모터가 돌아갈때는 자석의 극을 시시각각 위치별로 끊임없이 변화시켜줘야 멈추지 않고 돌아갑니다.

뭐든 그렇듯이 자연철학, 이미 돌고 있는 자석뭉치를 계속 돌게하는 데에는 큰 파워가 필요하지 않습니다. 단상이라고 부르는 보통 가정집의 AC 로 돌리는 AC 모터들의 경우에는 (냉장고 등 작은 모터) 단상 AC 전류가 만들어내는 Single Phase (단상) 자기장 (50-60Hz) 이 자석 역할을 합니다. 한 지점에서는 끊임없이 변화하는 인위적으로 만든 전자석이지요. 이미 돌고 있는 로터라면 이 자기장에 가까이 댔을 때 돌아가던 방향으로 충분히 계속 돌아갈 수 있습니다. 하지만 이 방향이 시계방향인지 반시계방향인지 처음에 어떻게 알고 시작을 할까요? 정답은 '보장불가.' 단상으로 시작 토크를 만드는 것도 빡세겠지만 (앞에 다른 분이 비슷한 의미로 '시작전류' 를 언급하시긴 했지만, 사실 전류는 아니고...), 적어도 가능은 합니다. 하지만 방향은 보장을 할 수가 없어요. 이걸 해결하기 위해 뭔가를 하나 더 답니다. 인위적으로 자기장이 뒤늦게 생겨나는 포인트를 우리가 원하는 물리적인 지점에 만들어내서, 시작점과 새로 생긴 포인트의 자기장의 차이를 이용합니다. 이 차이는 방향을 보장해줄 수가 있어요. 그래서 원하는 방향으로 로터를 돌릴 수 있습니다. 이렇게 모터가 돌아가기 시작한다면 더이상 추가된 부분이 동작하지 않아도 단상 AC 전류의 전자석으로만으로도 충분히 돌릴 수 있구요.

모터가 어느정도 빙빙 돌면, 추가되었던 그 '뭔가' 를 스위치를 이용해서 전기회로에서 빼버립니다. 괜히 넣어놔봤자 전력측면에서 이득볼게 없어서요, 실제 모터 동작 중에는 전력을 더 잡아먹었으면 먹었지 도움이 되는 존재가 아니라서요. 그래서 초반에 잠깐 쓰는, "자기장을 뒤늦게 만들어주는 그 '뭔가'" 를 Starter 라고 부릅니다. 실제로 Starter는 단상 AC 전류의 자기장(결국 전류)이 본인을 금방 통과하지 못하게 질질 끌어주다가 입력 AC 전류가 역상 방향으로 바뀌고 나서야 드디어 본인에게 들어왔던 정방향의 자기장이 빠져나가도록 놓아주는데, 그렇게 되면 로터에 정방향과 역방향쪽 자기장이 다른 두 지점에 걸리게 되어 순간적으로 로터에 걸리는 자기장이 껑충 뛰어 보입니다. 적당한 물리적인 지점을 선택하면 어떤 방향으로 자기장이 흐르는지 (어떤 방향으로 모터가 돌지) 선택이 가능하게 되고, 추가적으로 큰 자기장에 의해 순간 토크가 껑충 뛰기때문에 모터를 시작시키는 것에도 도움이 많이 됩니다. 이 자기장 (전류) 의 상변화를 질질 끄는 것을 전기회로적으로는 Capacitor와 Inductor (coil 혹은 winding이라고도 부르기도 합니다) 라고 부르는 두개 + 스위치로 구현합니다.

모터가 들어가는 제품들은 당연히 이 상변화의 양이 다 알맞게 design 되어있습니다. 바로 Starter cap의 용량이 이 계산에 직접적으로 연관이 되구요. 그래서 고장났다고 다른 용량의 starter cap을 사다가 꼽으면 로터를 자석으로 밀어줄 타이밍이 기존과 달라지는지라 없던 진동이 생기기도 하고, 덜 돌기도 하고, 안돌기도 하고, 어쩔땐 너무 세게 돌기도 하고 그렇습니다.

Run capacitor는, 처음에만 쓰고 자리만 차지하는 starter capacitor를 (게다가 얘네는 크기도 하죠) 줄일 수 있는 방법입니다. Starter 역할 후, 정상 모터 동작중에 완전 분리되는 부분과 완전분리가 되지 않는 부분을 만들어서 스타트 할때는 두개 다 쓰고, 정상 동작 중에 나머지 한개가 연결돼있게 하는 방법입니다. 대신 시작시에는 손실이 크지만 용량이 큰 스타터 (electrolytic 기반 cap) 가 추가되도록 design 하고, 모터동작중에는 손실이 적지만 용량이 적당히 작은 효율적인 cap (nonpolarized cap)을 남겨서 쓰고요. 어차피 Starter에 필요한 inductance 자체도 보통 동작시에 방해가 되는지라 효율적인 저 cap을 요놈 상쇄용으로 동작시키게끔 합니다. 요 Run cap은 기존 design과 다른 용량의 cap을 사다 꼽아도 모터 성능/실전력 소비에는 큰 차이가 없을 수 있습니다만, 입력 전원 쪽에서 이 모터를 구동시킬 때 준비해야할 전력 용량이 달라 보일 수도 있습니다.

순간 전류로 생각하면 위 Gamer 님이 말씀하신 내용도 일리가 있기는 하지만, AC 에서는 Capacitor를 축전지 혹은 전류의 supply 개념으로 이해하기는 쉽지 않습니다. 배터리처럼 DC 전압이라면 capacitor를 많이 달수록 순간 전류 공급에 도움이 되지만, AC 는 전압이 무한히 변하고 있는 중이라서 전류가 될 charge 자체가 capacitor의 양단에서 영원히 변하고 있는 중이지요. 자기장 컨트롤 용도라고 생각하시면 훨씬 편합니다.

그리고 요것들 왜 맨날 고장나냐!? capacitor의 주적은 고온입니다. 특히 스타터 안에 있는 electrolytic (전해) cap들은 안에 전해질이 가득차있는것들인데, 이게 시간/온도에 따라 결국 새거나 말라붙습니다. 그럼 배불뚝이 비단 모터 뿐만이 아니라, 거의 모든 전자제품이 죽는 이유는 electrolytic cap의 failure 입니다. 혹은 새상품출시 후 교체의 열망에 의한 나의 분노 에어콘이라고 냉장고라고 다를 바가 없습니다.

3상 AC를 쓰는 모터는 이런 게 다 필요없습니다. 이미 phase shift 가 얼마나 되어있는지 아는, 전류(결국 자기장)를 흘리는 전깃줄을 세가닥이나 들고 있거든요! 언제든 어떤 방향으로든 모터를 시작하는게 일도 아닙니다. 결국 양다리가 이렇게 좋습니다 (?)

우와, 굉장합니다.  전문가의 식견으로 눈높이를 낮춰 설명해 주셔서 감사합니다. 몇번을 읽어 봤습니다.  보관및 관리법도 이해하게 되었습니다. 높달님.