유도전동기의 등가회로 및 특성
전기기사 필기 2005년 2회 48번
| 과목 / 챕터 | 전기기기 / 유도전동기 |
|---|---|
| 인지 유형 | memory |
| 난이도 | Level 2 |
Q문제
3상 유도 전동기를 불평형 전압으로 운전하면 토오크와 입력의 관계는?
선택지 분석
1
토오크는 감소하고 입력감소
오답 함정 분석
불평형 전압 시 발생하는 역상분 전류로 인해 손실이 커지므로 입력은 감소하지 않고 증가합니다.
토오크는 감소하고 입력증가
정답 상세 해설
불평형 전압으로 운전 시 역상분 전압에 의해 역토크가 발생하여 전체 토크는 감소하고, 손실 증가로 인해 입력은 증가합니다.
•
Step 1: 불평형 전압의 분해. 3상 불평형 전압은 대칭좌표법에 의해 정상분 전압과 역상분 전압으로 분해할 수 있습니다.
•
Step 2: 토크의 감소 원인. 정상분 전압은 회전 방향으로 토크를 발생시키지만, 역상분 전압은 회전 반대 방향으로 역토크를 발생시켜 전체 합성 토크를 감소시킵니다.
•
Step 3: 입력의 증가 원인. 역상분 전류가 흐르면 전동기 내부의 동손(Copper Loss)이 급격히 증가하며, 이로 인해 효율이 저하되고 동일한 출력을 유지하기 위해 필요한 입력 전력은 증가하게 됩니다.
3
토오크는 증가하고 입력증가
오답 함정 분석
역상분 전압이 만드는 역방향 토크가 정상분 토크를 상쇄하므로 전체 토크는 증가할 수 없습니다.
4
토오크는 증가하고 입력감소
오답 함정 분석
역상분 전압은 토크를 감소시키고 손실을 유발하여 입력을 증가시키므로 해당 설명은 물리적 현상과 반대됩니다.
자주 묻는 질문
Q.
불평형 전압이 발생하면 왜 역토크가 생기나요?
불평형 전압에 포함된 역상분 전압이 전동기의 회전 방향과 반대되는 회전자기장을 형성하여 제동 역할을 하는 역토크를 발생시키기 때문입니다.
Q.
입력이 증가하는 주된 이유는 무엇인가요?
역상 전류에 의한 동손이 크게 발생하여 전동기 내부 열 손실이 늘어나고, 이로 인해 전체적인 에너지 효율이 급격히 떨어지기 때문입니다.