개념 한 쪽
전기공사산업기사 운전 등 — 정류자형 주파수변환기 운전
정류자형 주파수변환기는 회전자계와 회전자의 상대 속도로 출력 주파수를 만든다. 극수와 전원 주파수, 회전 방향을 함께 보아야 출력 주파수의 부호와 크기를 정한다. 이 개념은 변환기 운전에서 주파수 관계를 읽는 데 초점을 둔다.
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뜻
정류자형 주파수변환기의 출력 주파수는 전원 주파수와 회전 속도의 관계로 결정한다. 재료는 f₂ = f₁ ± (p/120)N 꼴을 제시한다. 같은 방향 회전이면 합의 부호를, 반대 방향 회전이면 차의 부호를 적용한다. 부호 선택 하나로 결과가 달라지므로 방향을 먼저 확정한다.
다른 재료는 동기 속도와 실제 회전 속도의 차이로 슬립을 구하는 길을 보여 준다. 동기 속도는 Ns = 120f/P로 구한다. 슬립은 (Ns−N)/Ns이고, 출력 주파수는 슬립 주파수 s·f₁로 구한다. 이때 일반 발전기 공식 P·N/120을 변환기에 그대로 적용하지 않는다.
재료의 두 계산은 방향 조건과 슬립 해석을 함께 읽어야 한다. 한 풀이는 회전자계와 반대 방향이라는 조건을 부호로 처리한다. 다른 풀이는 동기 속도와 실제 회전수의 차이를 슬립으로 처리한다. 수치만 외우지 않고 어느 속도가 기준인지 구분한다.
변환기 운전에서는 회전자계의 방향과 회전자의 방향이 같은지 반대인지가 핵심이다. 같은 방향이면 두 속도의 차가 작아지는 쪽으로 주파수를 계산한다. 반대 방향이면 상대 속도가 커지는 점을 고려한다. 따라서 극수와 회전수만 보고 부호를 생략하지 않는다.
재료에는 단상 유도전동기의 기동토크, 권선형 유도전동기의 속도제어, 변압기 손실도 함께 나온다. 이들은 회전기와 변압기의 운전 원리를 넓게 확인하는 문항이다. 각 문항은 위상차, 권선 접속, 부하율에 따른 손실 구분처럼 서로 다른 기준을 묻는다. 개념 카드에서는 변환기 주파수 원리와 함께 이런 운전 판단을 구분해 읽는다.
예제
정류자형 주파수변환기 계산에서는 극수 p와 전원 주파수 f₁, 회전수 N을 먼저 확인한다. 같은 방향인지 반대 방향인지에 따라 f₂ = f₁ ± (p/120)N의 부호를 정한다. 동기 속도로 푸는 경우에는 Ns = 120f/P를 구한 뒤 슬립 s = (Ns−N)/Ns를 계산한다. 출력 주파수는 s·f₁로 구하고, 발전기 공식 P·N/120을 그대로 쓰지 않는다.
단상 유도전동기 기동토크 문항에서는 두 권선 전류의 위상차가 클수록 기동토크가 커진다는 원리를 적용한다. 저항 분상 기동형은 위상차가 작아 기동토크가 가장 작은 방식으로 판단한다. 권선형 유도전동기 속도제어 문항에서는 원심력 개폐기로 회전자 권선을 직렬 또는 병렬로 바꾸는 방식을 게르게스법으로 구분한다. 변압기 손실 문항에서는 철손은 일정하고 동손은 부하전류의 제곱에 비례한다는 점으로 전손실 식을 판단한다.
자주 묻는 물음
- 정류자형 주파수변환기의 출력 주파수는 무엇으로 정하나?
- 전원 주파수와 극수, 회전 속도의 관계로 정한다. 같은 방향과 반대 방향의 부호를 먼저 구분한다.
- 동기 속도와 슬립으로 출력 주파수를 어떻게 구하나?
- Ns = 120f/P로 동기 속도를 구하고 s = (Ns−N)/Ns를 계산한다. 출력 주파수는 s·f₁로 구한다.
- 변압기 전손실에서 철손과 동손은 어떻게 다르게 보나?
- 철손은 부하와 거의 무관한 일정손으로 보고, 동손은 부하전류의 제곱에 비례하는 가변손으로 본다.
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