개념 한 쪽
단상 유도전동기는 혼자서는 회전 자계를 만들지 못해 별도의 기동 수단이 필요하다. 기동 방식에 따라 만들어 내는 위상차가 다르고, 그 크기가 기동 토크의 크기를 좌우한다. 위상차가 클수록 기동 토크가 커진다는 원리가 서열 판단의 출발점이다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기
출제기준 단원 「콘덴서기동형 등」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 기동 토크 최소 방식 판별 | 1 | 단상 유도전동기 기동 방식 중 기동 토크가 가장 작은 것을 가리기 |
| 기동 토크 최대 방식 판별 | 1 | 기동 토크가 가장 큰 기동 방식을 가리기 |
| 비례추이 응용 기기 판별 | 1 | 2차 저항 삽입이 가능한 전동기를 가리기 |
단상 전동기는 주권선과 보조권선 두 개를 쓴다. 두 권선 전류의 위상차가 클수록 기동 토크가 커진다. 기동 방식은 이 위상차를 얼마나 크게 만드는지에 따라 나뉜다.
분상 기동형은 보조권선을 가늘게 감아 저항 성분으로 위상차를 만든다. 위상차가 약 30° 정도로 작아 기동 토크가 정격의 125% 안팎에 그친다. 그래서 기동 방식 서열에서 가장 작다.
콘덴서 분상형은 콘덴서로 위상차를 거의 90°까지 만들어 토크가 커진다. 콘덴서 기동형은 약 250% 수준이다. 반발 기동형은 정류자와 브러시로 2차 전류의 위상을 가장 유리한 각도로 맞추어 기동 토크가 정격의 300~500%에 이르며 단상 유도전동기 가운데 최대가 된다. 기동이 끝나면 원심 스위치가 브러시를 들어올려 보통의 유도전동기로 전환해 운전한다. 반발 유도형은 반발 기동형보다 작다.
기동 토크 서열은 반발기동형·반발유도형(300~500%) > 콘덴서분상형(250~350%) > 분상기동형(약 125%) 순이다. 위상차를 약 30°밖에 만들지 못하는 저항 분상형이 최소이고, 위상차를 크게 만드는 나머지 방식은 토크가 크다.
기동 토크 문제는 서열의 방향을 뒤집는 선지로 함정을 만든다. 기동 토크가 가장 작은 방식을 물으면서 콘덴서 분상형을 넣거나, 가장 큰 방식을 물으면서 분상 기동형을 넣으면 틀린다. '기동 토크 최대는 반발 기동형(정격의 300~500%)'과 '최소는 저항 분상형(약 125%)'을 함께 붙여 두면 두 방향을 모두 막을 수 있다.
단상 유도전동기의 기동방법중 가장 기동토크가 작은 것은?
정답 ④ · 문제는 단상 유도전동기 기동방법들 가운데 기동토크가 가장 작은 방식을 묻고 있다. 저항 분상형(분상 기동형)은 위상차를 약 30도 수준으로밖에 만들지 못해 기동토크가 작고, 반발기동형·반발유도형·콘덴서 분상형은 더 큰 위상차를 만들어 상대적으로 큰 기동토크를 생성하므로 분상 기동형이 가장 토크가 작다.
기동토크는 반발기동·반발유도·콘덴서분상형이 모두 크고, 위상차가 약 30°로 작은 저항 분상(분상기동)형이 가장 작다.
다음 중 토크의 비례추이를 응용할 수 있는 전동기는?
정답 ② · 질문은 토크의 비례추이(토크-슬립 곡선 이동)를 응용할 수 있는 전동기 유형을 묻고 있다. 권선형 유도전동기는 회전자에 외부 저항을 삽입할 수 있는 슬립링 구조를 가지므로 2차 저항을 변화시켜 토크·속도 특성을 제어하는 비례추이 응용이 가능하다.
토크의 비례추이는 2차 저항 삽입에 의한 속도제어 원리로, 슬립링이 있는 3상 권선형 유도전동기에만 응용된다.
4극 3상 유도 전동기를 60[hz]의 전원에 접속하여 운전하고 있다. 회전자의 주파수가 3[hz]일 때의 회전자 속도[rpm]는?
정답 ② · 문항은 4극 3상 유도전동기에서 회전자 주파수가 주어졌을 때 회전 속도를 묻고 있다. 동기속도 Ns는 120f/p = 120×60/4 = 1800 rpm이고 슬립 s = f2/f1 = 3/60 = 0.05이므로 실제 회전속도 N = Ns(1 − s) = 1800×0.95 = 1710 rpm이 된다.
s=f₂/f₁=3/60=0.05이고, N=Ns(1−s)=1800×0.95=1710rpm이다.
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