개념 한 쪽
단상 유도전동기는 혼자서는 회전 자계를 만들지 못해 보조 수단으로 기동한다. 보조권선 전류의 위상차를 얼마나 크게 만드느냐가 기동토크의 크기를 가른다. 분상기동형은 그중 위상차가 가장 작아 기동토크가 최소인 방식이다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기
출제기준 단원 「분상기동형」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 기동토크 최소 방식 고르기 | 1 | 위상차가 가장 작은 기동방식을 가리기 |
| 기동토크 최대 방식 고르기 | 1 | 반발 원리로 토크가 가장 큰 방식을 가리기 |
| 강하 속도 제한 제동법 | 1 | 크레인 강하 시 역상 상태를 쓰는 제동법을 가리기 |
단상 유도전동기는 주권선과 보조권선 두 개를 쓴다. 두 권선 전류의 위상차가 클수록 기동토크가 커진다는 것이 핵심 원리다. 기동 방식의 우열은 결국 이 위상차를 얼마나 크게 만드는가로 갈린다.
분상기동형은 보조권선을 가늘게 감아 저항 성분으로 위상차를 만든다. 이때 위상차는 약 30° 정도로 작아 기동토크가 정격의 125% 안팎에 그친다. 그래서 단상 유도전동기 기동방법 가운데 기동토크가 가장 작다.
반면 콘덴서분상형은 콘덴서로 위상차를 거의 90°까지 만들어 토크가 크다. 반발기동형과 반발유도형은 반발 원리로 기동토크가 300~500%에 이른다. 기동토크의 최대는 정류자와 브러시로 2차 전류 위상을 가장 유리한 각도로 강제로 맞추는 반발기동형이다.
기동이 끝나면 원심 스위치가 브러시를 들어올려 보통의 유도전동기로 전환해 운전하는 방식도 있다. 기동토크 서열은 반발기동형·반발유도형, 콘덴서분상형, 분상기동형 순으로 정리된다.
기동토크 서열 문제는 위상차 원리를 뒤집어 함정을 만든다. 위상차가 약 30°로 작은 저항 분상형이 최소라는 사실을, 위상차가 크다고 서술하면 틀린다. 반대로 기동토크 최대를 묻는 문제에서 콘덴서분상형이나 분상기동형을 고르면 반발 계열에 밀린다. 기동토크의 왕은 반발기동형이고, 구조가 간단하고 값이 싼 쪽은 분상형이라는 구분을 함께 기억해야 선지가 갈린다.
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.
유도전동기의 역상제동의 상태를 크레인이나 권상기의 강하시에 이용하고, 속도제한의 목적에 사용되는 경우의 제동방법은?
정답 ② · 문제는 크레인이나 권상기의 하강 시 속도 제한과 속도제한 목적에 쓰이는 제동방법을 묻는다. 역상 상태를 만들어 회전자에 유도전류를 발생시켜 하강 속도를 제한하는 방식이 유도제동으로, 크레인 강하 시 널리 사용된다.
크레인·권상기 강하 시 역상 상태로 운전해 속도를 제한하는 제동 방식이 유도제동이다.
3상 유도전동기의 전원주파수를 변화하여 속도를 제어하는 경우 전등기의 출력 P와 주파수 f 와의 관계는?
정답 ① · 유도전동기의 속도 제어를 위해 전원 주파수 f를 변화시키는 V/f 제어 방식에서는 기자력 밀도를 일정하게 유지하기 위해 전압 V를 주파수 f에 비례하여 제어합니다. 유도전동기의 유도 기전력 E는 4.44fφNk이므로 자속 φ를 일정하게 하려면 V ∝ f 관계가 성립해야 합니다.
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