동기 릴럭턴스 모터는 자석 없이 어떻게 토크를 만들까?

영구자석 동기전동기인 PMSM을 공부하다 보면 한 가지 궁금증이 생긴다.

회전자에 영구자석이 있기 때문에 고정자의 회전자계와 상호작용하면서 토크가 발생한다면, 영구자석을 완전히 없애도 동기전동기를 만들 수 있을까?

가능하다.

그 대표적인 전동기가 동기 릴럭턴스 모터(Synchronous Reluctance Motor, SynRM)다.

SynRM의 회전자에는 일반적인 PMSM처럼 영구자석이 없고, 직류여자형 동기전동기처럼 계자권선도 없다.

유도전동기처럼 정상적인 토크를 만들기 위해 회전자에 지속적인 유도전류가 흐르는 것도 아니다.

그런데도 회전자는 고정자의 회전자계와 같은 속도로 회전한다.

그 비밀은 회전자에 만들어놓은 자기저항의 방향 차이, 즉 릴럭턴스 차이에 있다.

SynRM을 이해하는 핵심은

회전자에 자석을 만드는 것이 아니라 자속이 흐르기 쉬운 방향과 어려운 방향을 만드는 것

이라고 할 수 있다.

릴럭턴스란 무엇일까?

릴럭턴스(Reluctance)는 자기회로에서 자속의 흐름을 방해하는 정도를 의미한다.

전기회로에서 저항이 전류의 흐름을 방해한다면, 자기회로에서는 릴럭턴스가 자속의 흐름을 방해한다고 생각할 수 있다.

자기저항은 개념적으로

ℜ = l / μA

로 나타낼 수 있다.

여기서

ℜ은 자기저항,

l은 자기회로의 길이,

μ는 투자율,

A는 자속이 통과하는 단면적이다.

철은 투자율이 크기 때문에 자속이 비교적 쉽게 흐른다.

반대로 공기나 자속장벽처럼 투자율이 낮은 부분을 통과해야 하면 자기저항이 커진다.

SynRM은 바로 이 차이를 회전자 내부에 의도적으로 만들어놓은 전동기다.

SynRM의 회전자는 어떻게 생겼을까?

SynRM의 회전자를 보면 일반적인 농형 유도전동기와 모습이 상당히 다르다.

회전자 철심 안에 여러 개의 빈 공간이나 길게 휘어진 슬롯과 비슷한 구조가 만들어져 있다.

이를 자속장벽(Flux Barrier)이라고 한다.

자속장벽에는 공기처럼 투자율이 낮은 영역이 존재한다.

그래서 자속장벽을 많이 가로질러야 하는 방향에서는 자속이 흐르기 어렵고, 철심을 따라 흐를 수 있는 방향에서는 자속이 훨씬 쉽게 흐른다.

즉 회전자 자체가 방향에 따라 서로 다른 자기저항을 갖도록 설계되어 있다.

이것이 SynRM의 핵심적인 회전자 구조다.

d축과 q축의 자기특성이 다르다

SynRM에서도 d축과 q축을 사용한다.

d축은 자속이 비교적 쉽게 흐르는 방향이다.

따라서 자기저항이 작고 인덕턴스가 크게 나타난다.

반대로 q축은 자속장벽을 많이 통과해야 하기 때문에 자속이 흐르기 어렵다.

자기저항이 크고 인덕턴스는 작다.

그래서 일반적인 SynRM에서는

Ld > Lq

라는 관계를 가진다.

여기서

Ld는 d축 인덕턴스,

Lq는 q축 인덕턴스다.

두 인덕턴스의 차이가 클수록 회전자 방향에 따른 자기적인 차이가 커진다.

이러한 특성을 돌극성(Saliency)이라고 한다.

자석이 없는데 왜 회전하려고 할까?

고정자 3상 권선에 전류를 공급하면 회전자계가 만들어진다.

그런데 회전자에는 자속이 흐르기 쉬운 d축과 흐르기 어려운 q축이 존재한다.

자기회로는 가능한 한 자기저항이 작은 상태가 되려는 특성을 가진다.

그래서 회전자는 자신의 d축을 고정자 자계에 가까운 방향으로 정렬하려는 힘을 받는다.

하지만 인버터가 고정자 자계를 계속 회전시키면 회전자 역시 그 자계를 따라 계속 방향을 바꾸어야 한다.

그 결과 회전방향의 토크가 만들어진다.

이것이 릴럭턴스 토크(Reluctance Torque)다.

즉 SynRM은 N극과 S극 영구자석이 서로 끌어당기는 힘으로만 회전하는 것이 아니다.

자기저항이 작은 방향으로 회전자 철심이 정렬되려는 성질을 회전운동으로 이용한다.

토크식을 보면 원리가 더 분명해진다

SynRM에는 영구자석 자속이 없다.

따라서 PMSM의 토크식에서 영구자석 자속에 의한 토크항이 사라진다.

d축과 q축 자속쇄교를 단순화하면

ψd = Ld id

ψq = Lq iq

로 나타낼 수 있다.

동기기의 전자기토크 관계를 적용하면

Te = (3/2)p(ψd iq – ψq id)

가 되고, 이를 대입하면

Te = (3/2)p(Ld – Lq)id iq

가 된다.

여기서

p는 극쌍수,

id는 d축 전류,

iq는 q축 전류다.

SynRM에서

Ld > Lq

이므로 적절한 id와 iq를 동시에 공급하면 양의 토크를 만들 수 있다.

이 식에서 중요한 점은 영구자석 자속을 나타내는 항이 없다는 것이다.

SynRM의 토크는 기본적으로

Ld와 Lq의 차이

에서 발생한다.

Ld와 Lq의 차이가 왜 중요할까?

만약 회전자의 모든 방향에서 자기적인 특성이 같다고 해보자.

그렇다면

Ld = Lq

가 된다.

토크식에 대입하면

Ld – Lq = 0

이므로 릴럭턴스 토크 역시 0이 된다.

회전자가 어느 방향을 향하든 자기회로 입장에서 차이가 없기 때문에 특정 방향으로 정렬하려는 이유가 없어지는 것이다.

그래서 SynRM에서는 단순히 철심으로 된 회전자를 만드는 것이 아니라 d축과 q축 사이의 차이를 최대한 효과적으로 만들어야 한다.

돌극비가 중요한 이유

SynRM에서는

Ld / Lq

의 비율을 중요한 설계지표로 사용한다.

이를 흔히 돌극비 또는 Saliency Ratio라고 한다.

Ld는 크게 만들고 Lq는 작게 만들수록 방향에 따른 자기적인 차이가 커진다.

결과적으로 같은 전류에서 더 큰 릴럭턴스 토크를 얻기 유리해진다.

그래서 회전자 안에 여러 층의 자속장벽을 만들고 그 형상과 위치를 정교하게 설계한다.

단순히 구멍을 많이 만든다고 좋은 것은 아니다.

자속경로와 자기포화, 기계강도까지 함께 고려해야 한다.

id와 iq는 왜 둘 다 필요할까?

토크식을 다시 보면

Te = (3/2)p(Ld – Lq)id iq

다.

id가 0이면 토크가 발생하지 않는다.

iq가 0이어도 토크가 발생하지 않는다.

SynRM에서는 d축 전류가 회전자와 연결되는 자속을 만드는 역할을 하고, q축 전류와의 조합을 통해 토크를 발생시킨다고 이해할 수 있다.

PMSM에서는 영구자석이 이미 회전자 자속을 제공하지만 SynRM에는 영구자석이 없다.

따라서 SynRM에서는 고정자 전류가 자속을 만드는 역할과 토크를 만드는 역할을 모두 담당해야 한다.

이 차이는 SynRM의 역률과 전류특성을 이해할 때 매우 중요하다.

전류각에 따라 토크가 달라진다

고정자 전류의 크기를 I라고 하고 d축에서 전류벡터까지의 각도를 β라고 하면

id = I cosβ

iq = I sinβ

로 표현할 수 있다.

토크식에 대입하면 선형적인 단순모델에서는

Te = (3/4)p(Ld – Lq)I² sin2β

의 형태로 나타낼 수 있다.

따라서 토크는 전류의 크기뿐 아니라 전류벡터의 방향에도 영향을 받는다.

이상적으로 자기포화와 교차포화를 무시한다면 sin2β가 최대가 되는 부근에서 같은 전류로 가장 큰 토크를 얻을 수 있다.

단순한 모델에서는 β가 약 45도일 때가 된다.

즉

id ≈ iq

가 되는 지점이다.

실제 MTPA 운전점은 45도와 다를 수 있다

실제 SynRM의 철심은 완전한 선형 자기재료가 아니다.

전류가 증가하면 철심이 포화되고 Ld와 Lq도 일정하게 유지되지 않는다.

또한 d축 전류가 q축 인덕턴스에 영향을 주거나 q축 전류가 d축 특성에 영향을 주는 교차포화도 발생한다.

그래서 실제 전동기에서는 단순한 45도 조건보다 더 복잡한 계산이나 실험을 통해 최적 전류각을 결정한다.

이때 사용되는 것이 MTPA(Maximum Torque Per Ampere) 제어다.

같은 전류로 가능한 한 큰 토크를 만들도록 id와 iq를 조절하는 것이다.

SynRM도 인버터가 중요한 이유

SynRM은 동기전동기다.

정상운전에서는 회전자의 기계적인 속도가 고정자 회전자계의 속도와 같다.

동기속도는

Ns = 120f / P

로 결정된다.

따라서 속도를 자유롭게 조절하려면 고정자에 공급하는 주파수를 바꿔야 한다.

현대 SynRM은 대부분 인버터와 함께 사용한다.

인버터가 주파수와 전압뿐 아니라 id와 iq까지 제어하면서 회전자 자속축과 고정자 전류벡터의 관계를 조절한다.

동기전동기의 기동 문제는 SynRM에도 있을까?

일반적인 SynRM 회전자에는 영구자석도 없고 농형 도체도 없다.

이러한 전동기를 상용주파수 전원에 그대로 연결하면 일반적인 유도전동기처럼 자연스럽게 가속하여 동기속도에 도달하기 어렵다.

따라서 보통 인버터를 사용하여 낮은 주파수에서부터 회전자계를 천천히 회전시키며 기동한다.

회전자가 자계에 맞춰 가속하면 인버터가 주파수를 증가시켜 원하는 속도까지 올린다.

즉 동기전동기의 기동 문제를 전력전자 제어로 해결한다고 볼 수 있다.

상용전원에 직접 기동하는 SynRM도 있다

모든 SynRM이 반드시 같은 구조를 사용하는 것은 아니다.

일부 전동기에는 회전자에 농형 도체를 추가한 Line-Start Synchronous Reluctance Motor가 있다.

기동할 때는 유도전동기처럼 농형 회전자에 전류가 유도되어 가속한다.

동기속도 부근에 도달하면 릴럭턴스 토크에 의해 동기속도로 끌려 들어간다.

정상운전에서는 동기전동기로 동작한다.

이 경우 회전자에는 농형 유도전동기와 비슷한 기동용 구조와 릴럭턴스 회전자 구조가 함께 존재하는 셈이다.

유도전동기와 무엇이 다를까?

SynRM과 유도전동기는 모두 영구자석 없이 만들 수 있다는 공통점이 있다.

하지만 토크를 만드는 원리는 크게 다르다.

유도전동기는 고정자 회전자계와 회전자 사이에 속도차가 있어야 회전자에 전류가 유도된다.

그 전류와 자계가 상호작용하면서 토크를 만든다.

그래서 정상적인 전동기 운전에서는 슬립이 필요하다.

반면 SynRM은 정상운전에서 회전자가 회전자계와 동기속도로 회전한다.

기본적인 릴럭턴스 토크를 만들기 위해 회전자에 지속적인 유도전류가 필요하지 않다.

따라서 이상적인 기본파 정상상태에서는 유도전동기에서 나타나는 것과 같은 회전자 I²R 손실을 크게 줄일 수 있다.

그렇다면 회전자 손실은 완전히 없을까?

그렇지는 않다.

회전자에 영구자석이나 권선이 없더라도 고조파 자속과 슬롯고조파 등에 의해 철손이 발생할 수 있다.

또한 실제 구조에 따라 회전자 내부에 국부적인 와전류가 발생할 수도 있다.

따라서

“회전자 동손이 적다”

와

“회전자 손실이 전혀 없다”

는 구분해야 한다.

PMSM과는 무엇이 다를까?

PMSM과 SynRM은 모두 동기운전을 하고 인버터의 d-q축 전류제어를 사용하는 경우가 많다.

그러나 회전자 자속을 만드는 방식이 다르다.

PMSM에는 영구자석이 있다.

따라서 영구자석 자속과 q축 전류의 상호작용으로 자석토크를 만들 수 있다.

IPMSM이라면 여기에 릴럭턴스 토크까지 추가로 활용한다.

SynRM에는 영구자석이 없다.

따라서 기본적으로 릴럭턴스 토크만으로 회전한다.

이 차이 때문에 효율뿐 아니라 토크밀도와 역률, 고속운전 특성도 달라진다.

SynRM의 효율이 높은 이유

SynRM의 큰 장점 가운데 하나는 회전자에 정상적인 여자전류를 공급할 필요가 없다는 점이다.

직류여자형 동기전동기처럼 회전자 계자권선의 동손이 없다.

유도전동기처럼 정상 토크를 만들기 위한 회전자 도체의 지속적인 I²R 손실도 없다.

영구자석도 사용하지 않는다.

그래서 회전자에서 발생하는 손실을 줄이고 높은 효율을 얻기에 유리하다.

특히 펌프와 팬처럼 장시간 운전하는 산업설비에서는 작은 효율차이도 장기간의 전력소비에 큰 영향을 줄 수 있다.

그런데 왜 PMSM보다 토크밀도가 낮을 수 있을까?

PMSM에서는 영구자석이 회전자 자속을 제공한다.

고정자 전류의 상당 부분을 토크 생성에 사용할 수 있다.

SynRM에는 영구자석이 없기 때문에 고정자 전류로 자속도 만들어야 한다.

즉 일부 전류가 자기회로를 여자하는 데 사용된다.

또한 토크 자체가 Ld와 Lq의 차이에 의존한다.

따라서 동일한 크기의 고성능 PMSM과 비교하면 SynRM의 토크밀도가 낮을 수 있다.

다만 회전자 구조와 자기재료, 냉각과 제어기술이 발전하면서 이러한 차이를 줄이기 위한 설계가 계속 이루어지고 있다.

역률은 왜 중요한 약점이 될 수 있을까?

SynRM에는 회전자 영구자석이 없다.

따라서 필요한 자속을 만들기 위해 고정자에서 여자전류를 공급해야 한다.

이 전류는 전동기의 전체 전류를 증가시킬 수 있다.

결과적으로 PMSM과 비교하면 역률이 낮아질 수 있고 같은 기계출력을 내더라도 인버터가 더 큰 전류를 처리해야 할 수 있다.

SynRM에서 높은 돌극비가 중요한 이유도 여기에 있다.

Ld와 Lq의 차이를 크게 만들어 같은 전류에서 더 많은 토크를 얻을 수 있으면 전류와 역률 측면에서도 유리해질 수 있다.

희토류 영구자석이 필요 없다는 장점

고성능 PMSM에서는 네오디뮴계와 같은 영구자석이 사용되는 경우가 많다.

영구자석은 높은 자속밀도를 제공하지만 재료비와 공급망, 온도와 감자 문제를 함께 고려해야 한다.

SynRM은 이러한 영구자석을 사용하지 않는다.

따라서 영구자석 가격변동의 영향을 줄일 수 있고 감자 문제도 없다.

회전자의 온도가 올라갔다고 해서 영구자석의 자력이 떨어지는 문제 역시 존재하지 않는다.

고속운전에서도 장점이 있다

PMSM에서는 회전속도가 증가하면 영구자석에 의해 역기전력이 계속 증가한다.

그래서 고속영역에서는 음의 d축 전류를 이용한 약계자제어가 중요하다.

SynRM에는 고정된 영구자석 자속이 없다.

d축 전류를 줄이면 자속 자체를 비교적 직접적으로 낮출 수 있다.

따라서 고속영역에서 자속을 조절하는 데 유리한 면이 있다.

또한 영구자석에 강한 반대자계를 가해 감자가 발생할 위험도 없다.

그렇다고 고속운전에 제한이 없는 것은 아니다.

인버터의 최대전압과 전류, 회전자 기계강도와 베어링의 허용속도 등은 여전히 고려해야 한다.

회전자를 고속으로 돌리면 자속장벽이 약점이 되지 않을까?

SynRM 회전자는 영구자석이 없기 때문에 단순하고 튼튼할 것처럼 보인다.

하지만 자속장벽을 만들기 위해 회전자 철심 내부에 여러 개의 빈 공간을 만들게 된다.

그 사이에는 얇은 철심 연결부가 남는다.

고속으로 회전하면 이 부분에 원심응력이 집중될 수 있다.

따라서 자속장벽을 크게 만들어 자기적인 차이를 키우는 것과 충분한 기계강도를 확보하는 것 사이에서 절충이 필요하다.

전기적인 성능만 좋다고 좋은 회전자가 되는 것은 아니다.

철심 브리지와 리브는 왜 필요할까?

자속장벽 사이의 철심을 연결해주는 얇은 부분을 브리지나 리브라고 부르기도 한다.

이 부분은 회전자를 기계적으로 하나의 구조물로 유지하는 데 중요하다.

하지만 철심이 연결되어 있으면 원래 차단하고 싶었던 방향으로 자속이 새어 흐를 수도 있다.

브리지를 두껍게 만들면 기계적으로 강해지지만 자기적인 돌극성이 줄어들 수 있다.

반대로 지나치게 얇게 만들면 토크에는 유리할 수 있지만 고속회전에서 구조적인 안전성이 떨어질 수 있다.

SynRM 회전자 설계가 생각보다 복잡한 이유다.

SynRM도 벡터제어를 사용할까?

그렇다.

현대 SynRM에서는 FOC(Field Oriented Control), 즉 벡터제어가 널리 사용된다.

고정자의 3상 전류를 회전자 d-q 좌표로 변환한 뒤 id와 iq를 각각 제어한다.

id는 주로 자속과 관련되고 iq는 토크를 만드는 데 중요한 역할을 한다.

다만 SynRM에서는 두 전류의 곱이 릴럭턴스 토크와 직접 관계되기 때문에 둘을 동시에 최적화해야 한다.

그래서 MTPA 제어가 특히 중요하다.

회전자 위치를 어떻게 알까?

SynRM에도 회전자 자석은 없지만 회전자 위치정보는 중요하다.

d축과 q축이 어디에 있는지 알아야 원하는 방향으로 id와 iq를 공급할 수 있기 때문이다.

엔코더나 리졸버를 사용할 수 있다.

또한 Ld와 Lq가 서로 다른 돌극성을 이용해 회전자 위치를 추정하는 센서리스 제어도 가능하다.

실제 산업용 SynRM에서는 인버터와 전동기를 하나의 시스템으로 설계하면서 센서리스 제어를 사용하는 경우도 있다.

전원이 꺼진 상태에서 PMSM과 다른 점

PMSM은 회전자에 영구자석이 있기 때문에 외부에서 축을 회전시키면 고정자에 역기전력이 발생할 수 있다.

반면 SynRM에는 영구자석이나 별도의 계자자속이 없다.

따라서 무여자 상태에서 단순히 회전자를 돌린다고 해서 PMSM처럼 큰 영구자석 유기전압이 만들어지는 구조는 아니다.

이 점은 고속 구동시스템의 안전설계와 고장상태를 고려할 때 하나의 차이가 된다.

다만 실제 설비에서는 인버터와 전동기가 연결되어 있으므로 정비 시에는 제조사의 방전과 전원차단 절차를 반드시 따라야 한다.

SynRM과 스위치드 릴럭턴스 모터는 같은 것일까?

이름에 모두 릴럭턴스가 들어가지만 서로 다른 전동기다.

SynRM은 일반적으로 3상 고정자 권선에서 비교적 부드러운 회전자계를 만들고 회전자가 그 자계와 동기하여 회전한다.

반면 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM)는 고정자와 회전자 모두 돌극구조를 가지고 각 상의 권선을 순차적으로 여자하면서 회전자를 끌어당기는 방식으로 동작한다.

전력변환기의 구동방식과 전류파형, 소음과 토크리플 특성도 다르다.

따라서

SynRM = SRM

으로 생각하면 안 된다.

현장에서는 어디에 사용될까?

SynRM은 높은 효율과 비교적 단순한 회전자 구조가 장점이기 때문에 일정한 산업용 부하에서 활용하기 좋다.

대표적으로

펌프,

팬,

블로어,

압축기,

컨베이어,

각종 산업용 가변속 구동설비

등에 사용할 수 있다.

특히 기존 유도전동기와 인버터 조합을 더 높은 효율의 가변속 시스템으로 바꾸려는 분야에서 SynRM이 검토될 수 있다.

현장에서 전동기만 바꾸면 되는 것은 아니다

SynRM은 외형상 일반적인 산업용 전동기와 비슷해 보일 수 있다.

하지만 유도전동기를 사용하던 시스템에 SynRM을 물리적으로 장착했다고 해서 기존 인버터 설정 그대로 운전할 수 있는 것은 아니다.

제어기는 SynRM의

Ld,

Lq,

정격전류,

극수,

저항,

최대속도

등의 특성을 알고 있어야 한다.

전동기 모델과 맞지 않는 제어파라미터를 사용하면 토크가 부족하거나 전류가 증가하고, 기동불량이나 진동이 발생할 수도 있다.

따라서 전동기와 인버터를 하나의 구동시스템으로 봐야 한다.

전류가 높다고 무조건 고장일까?

SynRM은 자속을 만들기 위해 d축 전류가 필요하다.

따라서 단순히 전체 전류크기만 보고 다른 종류의 전동기와 직접 비교하면 잘못 판단할 수 있다.

같은 기계출력에서도 전동기의 역률과 MTPA 운전점에 따라 필요한 전류가 달라진다.

현장에서는 전체 전류뿐 아니라

id,

iq,

토크지령,

속도,

DC 링크 전압,

인버터 출력전압,

전동기 온도

등을 함께 확인하는 것이 좋다.

SynRM의 장점과 한계를 함께 봐야 한다

SynRM의 가장 큰 장점은 회전자 구조에 있다.

영구자석이 없다.

회전자 계자권선도 없다.

정상운전에서 유도전동기처럼 큰 회전자 동손을 필요로 하지 않는다.

감자문제도 없고 희토류 자석 가격의 영향을 받지 않는다.

고효율 산업용 구동시스템을 만들기에 좋은 특성이다.

반면 영구자석이 자속을 제공하지 않기 때문에 고정자에서 여자전류를 공급해야 한다.

그 결과 PMSM보다 역률과 토크밀도에서 불리할 수 있다.

그리고 높은 토크를 얻기 위해서는 큰 Ld-Lq 차이를 만들어야 하기 때문에 회전자 자속장벽의 설계가 매우 중요하다.

자주 헷갈리는 부분

첫째, SynRM에는 영구자석이 없다.

둘째, 일반적인 SynRM 회전자에는 별도의 계자권선도 없다.

셋째, 정상운전에서 회전자는 고정자 회전자계와 같은 평균속도로 회전한다.

넷째, 유도전동기처럼 지속적인 슬립으로 정상토크를 만드는 전동기가 아니다.

다섯째, 토크는 d축과 q축 자기특성의 차이에서 발생한다.

여섯째, 일반적인 SynRM에서는 Ld가 Lq보다 크다.

일곱째, 자속장벽은 단순한 빈 공간이 아니라 d축과 q축의 자기저항 차이를 만드는 핵심구조다.

여덟째, 영구자석이 없다고 해서 인버터 없이 모든 SynRM이 스스로 기동할 수 있는 것은 아니다.

아홉째, SynRM과 스위치드 릴럭턴스 모터는 서로 다른 전동기다.

열째, 높은 효율만 보고 전동기 자체를 평가하기보다 역률과 인버터 용량, 제어방식까지 함께 봐야 한다.

마무리

동기 릴럭턴스 모터인 SynRM은 영구자석이나 회전자 계자권선 없이도 동기토크를 만들어낼 수 있다.

그 핵심은 회전자에 자속이 흐르기 쉬운 d축과 흐르기 어려운 q축을 의도적으로 만드는 데 있다.

일반적인 SynRM에서는

Ld > Lq

가 되도록 회전자에 자속장벽을 배치한다.

고정자 자계가 만들어지면 회전자는 자기저항이 더 작은 방향으로 정렬하려고 하고, 인버터가 이 자계를 계속 회전시키면 회전자도 이를 따라 회전한다.

토크는

Te = (3/2)p(Ld – Lq)id iq

와 같이 d축과 q축의 인덕턴스 차이와 전류의 조합으로 설명할 수 있다.

결국 SynRM의 핵심은 자석의 힘이 아니다.

회전자 형상으로 자기저항의 차이를 만들고, 그 차이를 토크로 바꾸는 전동기라고 이해하면 된다.

여기까지 이해하면 영구자석, 유도전류, 릴럭턴스라는 서로 다른 토크 발생방식이 어떻게 구분되는지 훨씬 선명해진다.

다음 글부터는 전동기에서 발전기로 시선을 옮긴다. 전동기와 발전기가 서로 완전히 다른 기계가 아니라 같은 전자기 원리를 반대 방향의 에너지 흐름으로 이용한다는 점부터 살펴본다.