개념 한 쪽
반발기동형은 단상 유도전동기의 기동 방식이다. 정류자와 브러시로 2차 전류의 위상을 맞춰 기동토크를 크게 만든다. 기동이 끝나면 원심 스위치가 브러시를 들어 올려 보통 유도전동기로 운전한다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기
출제기준 단원 「반발기동형」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 기동토크 최소 방식 판별 | 1 | 단상 유도전동기 기동 방식 중 기동토크가 가장 작은 것을 가린다 |
| 반대방향 회전 시 2차 전압 계산 | 1 | 슬립과 상대속도를 구해 2차 전압을 환산한다 |
| 대용량 가변속 제어 방식 판단 | 1 | 선박 추진용 전동기에 알맞은 속도 제어 방식을 가린다 |
반발기동형은 단상 유도전동기의 기동 방법 중 하나이다. 정류자와 브러시를 이용해 2차 전류의 위상을 가장 유리한 각도로 강제로 맞춘다. 이 구조 때문에 기동토크가 정격의 300~500%에 이르러 단상 유도전동기 가운데 최대가 된다. 기동이 끝나면 원심 스위치가 브러시를 들어 올려 보통의 유도전동기로 전환해 운전한다.
단상 유도전동기는 주권선과 보조권선 전류의 위상차가 클수록 기동토크가 커진다. 저항 분상형은 보조권선을 가늘게 감아 위상차를 약 30°로 만들 뿐이라 기동토크가 정격의 125% 안팎으로 가장 작다. 콘덴서를 쓰는 방식은 위상차를 크게 만들어 기동토크가 반발 계열보다 작은 중간 수준이 된다. 반발기동형과 반발유도형은 반발 원리로 큰 기동토크를 내며, 반발유도형은 반발기동형보다 작다.
유도전동기의 2차 전압은 슬립에 비례한다. 동기속도는 120f/P로 구하고, 회전자가 회전자계와 반대 방향으로 돌면 상대속도가 커져 슬립도 커진다. 정지 시 2차 전압에 슬립을 곱해 운전 중 2차 전압을 구한다. 반대 방향 회전에서는 상대속도를 더하고, 같은 방향 회전에서는 상대속도를 뺀다.
대용량 전동기에서 넓은 범위의 연속 가변속과 고효율이 필요하면 주파수 변화에 의한 속도 제어가 알맞다. 동기속도 공식에서 주파수를 바꾸면 속도를 부드럽게 연속 제어할 수 있다. 2차 저항 제어는 저항의 열손실로 효율이 나쁘고 속도 범위도 좁으며, 극수 변화는 계단식 단속 제어가 된다.
반발기동형은 정류자와 브러시로 2차 전류의 위상을 최적으로 맞추므로 기동토크가 정격의 300~500%에 이른다. 단상 유도전동기의 기동토크를 비교할 때 저항 분상형이 가장 작고, 반발기동형이 가장 크다는 점을 구분한다.
슬립 계산에서는 동기속도를 먼저 구한다. 10극, 50Hz이면 동기속도는 120×50/10=600rpm이다. 회전자가 회전자계와 반대 방향으로 400rpm 돌면 상대속도는 600+400=1000rpm이므로 슬립은 1000/600=5/3이 된다. 정지 시 2차 전압이 150V이면 운전 중 2차 전압은 150×5/3=250V이다.
선박의 전기추진용 전동기처럼 넓은 범위의 연속 가변속과 고효율 제어가 필요한 경우에는 주파수 변화에 의한 속도 제어를 고른다. 2차 저항 제어는 열손실로 효율이 나쁘고, 극수 변화는 계단식 단속 제어라서 이런 용도에 알맞지 않다.
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.
10극, 3상 유도전동기가 있다. 회전자는 3상이 고정지시의 2차 1상의 정납이 150[V]이다. 이 회전자를 회전자계와 반대방향으로 400[rpm] 회전시키면 2차 전압은? (단, 1차 전원 주파수는 50[Hz]이다,)
정답 ③ · 문제는 회전자계와 반대방향으로 회전시키는 경우 유기되는 2차 전압이 슬립에 비례하여 어떻게 변하는지 묻고 있다. 동기속도 Ns = 120f/P = 120×50/10 = 600 rpm이고 회전자가 반대방향으로 400 rpm이면 상대속도는 Ns + 400 = 1000 rpm이므로 슬립 s = 1000/600 = 5/3이다.
2차 전압은 슬립에 비례: 반대회전이므로 s=1000/600=5/3, E=150×5/3=250V
선박의 전기추진용 전동기의 소도제어에 가장 알맞은 것은?
정답 ① · 선박 전기추진용 전동기의 속도 제어 방식을 고르는 문제이다. 선박 추진은 넓은 범위에서 연속적으로 속도를 가변하고 고효율을 유지해야 하므로, 동기속도 공식 Ns = 120f/P에 근거한 주파수 변화에 의한 제어가 가장 알맞다.
선박 전기추진용 전동기처럼 넓은 범위의 연속 가변속과 고효율 제어가 필요한 경우에는 주파수 변화에 의한 속도 제어가 가장 알맞다.
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