[전기공사기사] 3과목. 전기기기

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2022.04.24

 

41. 380V, 60Hz, 4극, 10kW인 3상 유도전동기의 전부하 슬립이 4%이다. 전원 전압을 10% 낮추는 경우 전부하 슬립은 약 몇 % 인가?

 

새로운슬립=원래슬립 * (원래전압/ 줄어든전압​)^2

S2 = S1 * (V1 / V2)^2 

 

슬립(Slip)이라는 건 전동기가 완벽하게 동작하지 않을 때 생기는 차이를 말해.

전동기는 자석의 힘을 이용해서 돌아가는데, 이 자석이 만드는 회전 속도(이걸 동기 속도라고 해)는 일정해. 하지만 실제 전동기의 속도는 항상 조금 느려. 이 차이를 슬립이라고 해.

예를 들어,

• 자석이 만든 회전 속도가 100인데
• 실제 전동기가 96으로 돌면,
• 슬립 = (100 - 96) ÷ 100 = 4%

전동기가 원래 380V로 작동하는데, 전압을 10% 줄이면 슬립이 얼마나 변하는지 알아볼 거야.

1. 처음에는 슬립이 4%였어.
2. 그런데 전압을 10% 낮추면 전동기가 힘을 덜 받으니까 더 힘들어하고 속도가 더 느려져.
3. 슬립은 전압이 줄어들수록 더 커지는데, 대략 이런 공식이 있어
4. 새로운슬립=원래슬립×(원래전압/ 줄어든전압 ​)^2

 

42. 3상 권선형 유도전동기의 기동 시 2차측 저항을 2배로 하면 최대토크 값은 어떻게 되는가?

 

권선형 유도전동기의 최대토크 공식:

토크 = (비례상수 * 전압^2 )/ 2차측 리액턴스

T = (k * V^2) / X2

 

최대토크는 2차측 저항 R2 ​ 에 영향을 받지 않는다!

 

👉 2차측이 뭐야?

전동기에는 1차측(고정된 부분)과 2차측(회전하는 부분)이 있어.

• 1차측(고정자, Stator) : 전기를 처음 넣어주는 부분이야. 전기를 받아서 자기장을 만들어!
• 2차측(회전자, Rotor) : 그 자기장에 의해 회전하는 부분이야.

 

 

👉  그럼 2차측 저항을 2배로 하면 무슨 일이 생길까?

리액턴스(X)는 전류 흐름을 방해하니까, X가 커질수록 토크는 줄어든다! (토크는 X에 반비례)
저항(R)은 토크 크기에는 영향을 안 주지만, 최대토크가 나오는 시점을 바꾼다!
그래서 2차측 저항을 2배로 하면, 최대토크 자체는 변하지 않지만, 최대토크가 나오는 속도가 변해.

 

43. 일반적인 3상 유도전동기에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 불평형 전압으로 운전하는 경우 전류는 증가하나 토크는 감소한다.

② 원선도 작성을 위해서는 무부하시험, 구속시험, 1차 권선저항 측정을 하여야 한다.

③ 농형은 권선형에 비해 구조가 견고하며, 권선형에 비해 대형전동기로 널리 사용된다.

④ 권선형 회전자의 3선 중 1선이 단선되면 동기속도의 50%에서 더 이상 가속되지 못하는 현상을 게르게스현상이라 한다.

 

 

👉  유도전동기에는 두 가지 종류

1️⃣ 농형 유도전동기

• 회전하는 부분(회전자)이 다람쥐 챗바퀴처럼 생긴 알루미늄/구리 막대로 되어 있어.

  

• 구조가 단순해서 싸고 튼튼하지만, 기동할 때 토크(돌리는 힘)를 조절하기 어려워.
• 가장 많이 쓰이는 전동기야!

2️⃣ 권선형 유도전동기

• 회전하는 부분(회전자)에 코일(권선)이 감겨 있어.

  

• 이 코일에 저항을 연결해서 기동할 때 토크(힘)를 조절할 수 있어!
• 대신 구조가 복잡하고 비싸서, 큰 힘이 필요한 기계(예: 크레인, 엘리베이터)에서 많이 써.

 

① 불평형 전압으로 운전하는 경우 전류는 증가하나 토크는 감소한다. ✅ 맞는 말이야!

• 불평형 전압(전압이 고르게 공급되지 않는 상황)이 발생하면, 전동기에 흐르는 전류가 증가하고 출력이 줄어들면서 토크도 감소해.
• 결국, 모터가 원활하게 동작하지 못하고 발열도 심해질 수 있어!

② 원선도 작성을 위해서는 무부하시험, 구속시험, 1차 권선저항 측정을 하여야 한다. ✅ 맞는 말이야!

• 원선도(등가회로)를 작성하려면 3가지 실험이 필요해.
  1. 무부하시험 → 철손(코어로스)과 여자전류 측정
  2. 구속시험 → 누설리액턴스와 동손(전력손실) 측정
  3. 1차 권선저항 측정 → 회로 저항 값 확인
• 이 실험을 하면 전동기의 성능을 분석할 수 있어!

③ 농형은 권선형에 비해 구조가 견고하며, 권선형에 비해 대형전동기로 널리 사용된다. ❌ 틀린 말이야!

• 농형 유도전동기는 구조가 간단하고 견고해서 소형, 중형 전동기에 많이 사용돼.
• 반면에 권선형 유도전동기는 출력(토크) 조절이 가능해서 대형 전동기에 주로 사용돼.
• 특히, 권선형은 크레인, 엘리베이터 같은 큰 기계에서 많이 사용돼!

④ 권선형 회전자의 3선 중 1선이 단선되면 동기속도의 50%에서 더 이상 가속되지 못하는 현상을 게르게스 현상이라 한다. ✅ 맞는 말이야!

• 권선형 유도전동기의 회전자 3선 중 1선이 끊어지면, 전동기가 정상적으로 회전하지 못하고, 동기속도의 50%에서 멈추는 현상이 발생해.
• 이걸 게르게스(Gerges) 현상이라고 해.