직권 정류자 전동기는 다음에 분류하는 전동기중 어디에 속하는가?
- 변속기 전동기
- 다속도 전동기
- 가감속도 전동기
- 정속도 전동기
정답과 해설 보기
정답 ① · 문항은 직권(직권 정류자) 전동기의 분류를 묻고 있다. 직권 전동기는 부하 변화에 따라 속도가 크게 변하는 특성을 가지므로 일정한 속도를 유지하는 정속도형이 아니라 변속기 전동기의 범주에 속한다.
직권 전동기는 부하에 따라 속도가 크게 변하는 특성이 있어 변속기 전동기로 분류된다.
개념 한 쪽
전기공사산업기사 전동기의 선정 및 보수 — 기동법과 용량 계산
전동기는 용도와 설치 환경, 용량에 따라 기동법과 형식을 골라야 한다. 농형과 권선형은 회전자 구조가 달라 기동법이 다르고, 권상·양수용 전동기는 일률 공식으로 용량을 계산한다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기
시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「전동기의 선정 및 보수」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 기동법 판정 | 1 | 중·대형 농형기에 알맞은 기동법을 가리기 |
| 권상용 용량 계산 | 1 | 하중·속도·효율로 권상 전동기 용량 구하기 |
| 양수용 용량 계산 | 1 | 양수량·양정·효율·여유계수로 펌프 출력 구하기 |
뜻
농형(각형) 유도전동기는 회전자 도체가 손을 쓸 수 없는 막대 구조라 회전자에 저항을 붙일 수 없다. 그래서 기동법은 전압을 낮춰 기동전류를 줄이는 방향에서 고른다. 15kW 이상의 중형·대형 농형기는 기동보상기법(콘돌바법)을 쓴다. 기동용 자여 변압기(콘돌바)로 기동 순간에만 전동기 전압을 50~80% 정도로 낮추고, 가속이 끝나면 전전압으로 전환한다. 기동전류와 기동토크가 전압의 제곱에 비례해 줄어들므로 전원에 주는 충격이 적다. Y-△ 기동과 전전압(직입) 기동은 소형기용이고, 2차 저항 기동은 슬립링으로 회전자 회로에 저항을 넣는 권선형 전동기 전용이라 농형에는 쓸 수 없다.
물체를 들어 올리는 권상용 전동기의 용량은 일률 = 힘 × 속도로 구한 뒤 효율로 나눈다. P[kW] = W·v ÷ (6120 × η)이며, 6120은 kgf·m/min을 kW로 바꾸는 환산수다. 톤 단위 하중은 kg으로 바꾸고, kgf 기준이라면 그대로 두되 뉴턴으로 계산할 때는 9.8을 곱해 W[N]으로 만든 뒤 P = W·v/(60 × 1000 × η)로 풀어도 같은 답이 나온다. 효율은 반드시 분모에 들어가는 나눗셈이며, 효율을 빼먹거나 곱하면 다른 보기 값이 나온다.
양수용 펌프 전동기의 용량은 P[kW] = (9.8 × Q × H)/(60 × η) × K로 구한다. Q는 양수량[m³/min], H는 총양정[m], η는 펌프 효율, K는 여유계수다. 9.8/60 ≈ 0.163이므로 P = 0.163 × Q × H × K/η로 외워도 된다. 효율 η는 나누고, 여유계수 K는 곱하는 순서가 계산의 핵심이다.
엘리베이터처럼 평형추가 달린 승강기는 실제로 들어 올리는 유효하중을 먼저 구한다. 유효하중 = 적재중량 × (1 − 평형률)이며, 평형률 0.6이면 적재중량의 40%만 든다. 이 이론 출력에 가속·기동 여유를 감안해 한 단계 큰 정격의 전동기를 선정한다. 설치 환경에 따라 형식도 고르는데, 폭발성 가스가 많은 화학공장 등에는 내부 불꽃이 밖으로 새지 않는 방폭형 전동기를 쓴다.
예제
권상하중 10t, 속도 24m/min, 효율 65%인 권상용 전동기의 용량을 구한다. 하중 10t = 9.8×10⁴ N이므로 P = (98,000 × 24)/(60 × 0.65) ≈ 60,300W ≈ 60kW가 된다. 효율로 나누지 않으면 약 39kW라는 낮은 값이 나오니 나눔 여부를 확인해야 한다.
양수량 5m³/min, 총양정 10m, 펌프 효율 85%, 여유계수 1.1인 펌프 전동기는 P = 0.163 × 5 × 10 × 1.1/0.85 ≈ 10.56kW다. 여유계수를 빼먹거나 효율을 곱하면 오답 선지에 걸린다.
대표 기출 3문항
전동기의 운전시에 생기는 진동은 기계적인 원인 및 전자력의 불평형의 원인이 있으며 다음 중 기계적인 원인은?
- 회전자의 편심
- 회전시 공극의 변동
- 회전자의 정적, 동적 불평형
- 고조파자계에 의한 자기력의 불평형
정답과 해설 보기
정답 ③ · 질문은 전동기 운전 시 발생하는 진동의 기계적 원인을 묻고 있다. 회전체의 질량 분포 불균형은 회전 시 원심력의 불균형을 만들어 진동을 발생시키는 전형적인 기계적 원인으로 정적·동적 불평형이 여기에 해당한다.
진동의 기계적 원인은 회전체 질량 불평형이고, 편심·공극변동·고조파는 전자력적 원인이다.
전동기를 발전기로 작용시켜서 그 출력을 저항으로 소모시키는 제동법은?
- 발전 제동
- 회생 제동
- 역상 제동
- 와류 제동
정답과 해설 보기
정답 ① · 문제는 전동기를 발전기로 작동시켜 그 출력을 저항에서 소모시키는 제동법을 묻고 있다. 전동기를 발전기로 전환하여 발생한 전력을 제동 저항에서 열로 소모하는 방식은 발전 제동이며 회생 제동은 그 전력을 전원계로 되돌리는 방식이다.
발전 제동은 전동기를 발전기로 작용시켜 그 출력을 저항에서 열로 소모시키는 제동법이다.
자주 묻는 물음
- 15kW 이상 중형·대형 농형 유도전동기의 기동법은 무엇인가요?
- 기동보상기법(콘돌바법)이다. 자여 변압기로 기동 순간 전압을 50~80%로 낮춰 기동전류를 억제하고, 가속이 끝나면 전전압으로 전환한다. 2차 저항 기동은 권선형 전용이라 농형에는 쓸 수 없다.
- 권상용 전동기의 용량은 어떻게 계산하나요?
- P[kW] = W[kg] × v[m/min] ÷ (6120 × η)로 구한다. 6120은 kgf·m/min을 kW로 바꾸는 환산수이고, 효율은 분모에 들어가므로 나눈다. kgf 대신 뉴턴으로 계산하면 무게에 9.8을 곱한 뒤 P = W·v/(60 × 1000 × η)를 쓴다.
- 폭발성 가스가 많은 장소에는 어떤 전동기를 쓰나요?
- 방폭형 전동기를 쓴다. 내부에서 불꽃이 생겨도 밖으로 전파되지 않게 밀폐한 구조다. 방수형은 물, 방진형은 먼지, 방식형은 부식 환경용이라 서로 구분해야 한다.
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