개념 한 쪽
2중 농형 유도전동기는 회전자에 농형 권선이 두 겹으로 들어간 전동기이다. 표면 가까운 외측과 깊은 쪽 내측은 저항과 누설 리액턴스가 서로 다르게 설계되어 기동과 운전의 역할을 나눈다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기
출제기준 단원 「2중 농형유도전동기」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 단상 유도전동기 기동토크 비교 | 1 | 기동방식별 기동토크의 크기 관계를 가리기 |
| 권선형 유도전동기 속도제어법 식별 | 1 | 원심력 개폐기와 직병렬 전환에 해당하는 제어법을 고르기 |
| 역회전 시 2차 전압 산출 | 1 | 반대방향 회전을 슬립에 반영해 2차 전압을 계산하기 |
2중 농형 유도전동기는 회전자에 농형 권선(케이지)이 두 겹으로 들어 있는 전동기이다. 표면 가까운 쪽이 외측, 깊은 쪽이 내측이다.
외측 슬롯은 표면에 가까워 도체를 둘러싸는 누설 자속이 적다. 따라서 누설 리액턴스가 작다. 또 도체 단면적을 작게 만들어 저항이 크게 설계한다.
기동 직후에는 회전자 주파수가 높아 리액턴스가 큰 내측으로는 전류가 잘 흐르지 못한다. 저항이 큰 외측에 전류가 몰려 큰 기동 토크를 낸다. 정상 운전 중 슬립이 작을 때는 회전자 주파수가 낮아져 저항이 작은 내측에 전류가 흘러 손실이 적고 효율이 좋다. 내측은 외측과 반대로 리액턴스가 크고 저항이 작다.
2중 농형 문제는 외측과 내측의 저항·누설 리액턴스 배치를 뒤바꾼 선지를 낸다. 외측을 저항이 작고 리액턴스가 큰 쪽으로 적거나, 내측을 저항이 크고 리액턴스가 작은 쪽으로 적으면 틀리다. 기동 시에는 회전자 주파수가 높아 리액턴스가 큰 내측으로 전류가 잘 흐르지 못하고 저항이 큰 외측에 전류가 몰린다는 원리를 묻는다. 정상 운전에서는 슬립이 작아져 회전자 주파수가 낮아지고 저항이 작은 내측에 전류가 흘러 손실이 줄어든다고 구분한다.
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.
권선형 유도 전동기의 회전자 권선의 접속을 원심력 개폐기에 의해서 직렬 또는 병렬로 바꾸어 속도를 제어하는 방법은?
정답 ① · 문항은 권선형 유도전동기에서 원심력 개폐기로 회전자 권선 접속을 직렬·병렬로 바꾸어 속도를 제어하는 방법의 명칭을 묻고 있다. 원심력 스위치로 직렬↔병렬 전환을 하여 약 1:2의 속도 변환을 얻는 방식은 게르게스법으로 알려져 있다.
회전자 권선을 원심력 개폐기로 직렬·병렬 전환하여 약 1:2의 속도 제어를 하는 방법은 게르게스법이다.
10극, 3상 유도전동기가 있다. 회전자도 3상이고, 정지시의 2차 1상의 전압이 150[V]이다. 이 회전자를 회전자계와 반대방향으로 400[rpm] 회전시키면 2차 전압[V]은 약 얼마인가?(단, 1차 전원 주파수는 50[Hz]이다.)
정답 ③ · 문항은 10극, 50 Hz의 3상 유도전동기에서 동기속도와 주어진 회전수로부터 슬립을 구하고 그에 따른 2차 전압의 변화를 계산하라고 요구한다. 동기속도 Ns = 120f/P = 120×50/10 = 600 rpm이고 회전자를 역방향으로 400 rpm으로 돌리면 유효 슬립 s = (Ns + N)/Ns = (600+400)/600 = 5/3가 된다.
동기속도 600rpm, 역회전이라 s=(600+400)/600=5/3, 2차전압=s×150=250V.
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