직류전동기의 기동, 제동 및 속도제어

전기기사 필기 2005년 3회 55번

Q: 역기전력과 회전속도는 어떤 관계가 있나요?

역기전력 $E = k \Phi N$ (여기서 $k$는 기계상수, $\Phi$는 자속, $N$은 회전속도)입니다. 자속 $\Phi$가 일정할 때 역기전력 $E$는 회전속도 $N$에 정비례합니다.

과목 / 챕터	전기기기 / 직류기
인지 유형	calculation
난이도	Level 4

Q문제

직류 직권 전동기가 있다. 공급전압이

100 [V]

, 전기자 전류가

4 [A]

일 때 회전속도는

1500 [rpm]

이다. 여기서 공급전압을

80 [V]

로 낮추었을 때 같은 전류에 대하여 회전 속도는 얼마로 되는가? (단, 전기자 권선 및 계자 권선의 전저항은

0.5 [Ω]

이다.)

유사 문제 링크

2006-2-q50 2006-2-q49 2019-2-q41 2015-3-q49 2003-3-q42

선택지 분석

986

오답 함정 분석

역기전력과 회전속도의 비례 관계를 잘못 적용하여 도출된 오답입니다.

1042

오답 함정 분석

전압 강하를 고려하지 않거나 비례식을 잘못 세워 도출된 오답입니다.

1125

오답 함정 분석

전류 변화에 따른 자속 변화를 잘못 가정하거나 계산 실수로 도출된 오답입니다.

1194

정답 상세 해설

직류 직권 전동기에서 전류가 일정하면 자속이 일정하므로, 회전속도는 역기전력에 비례합니다.

•

Step 1: 공급전압이

100 [V]

일 때의 역기전력

E_{1}

을 계산합니다.

E_{1} = V_{1} - I_{a} (R_{a} + R_{s}) = 100 - 4 \times 0.5 = 98 [V]

•

Step 2: 공급전압이

80 [V]

일 때의 역기전력

E_{2}

를 계산합니다.

E_{2} = V_{2} - I_{a} (R_{a} + R_{s}) = 80 - 4 \times 0.5 = 78 [V]

•

Step 3: 역기전력과 회전속도의 비례 관계(

E \propto N

)를 이용하여 새로운 회전속도

N_{2}

를 계산합니다.

N_{2} = N_{1} \times \frac{E _{2}}{E _{1}} = 1500 \times \frac{78}{98} \approx 1193.87 [rpm]

•

따라서 회전속도는 약

1194 [rpm]

이 됩니다.

자주 묻는 질문

직류 직권 전동기에서 전류가 같으면 왜 자속이 같게 되나요?

직권 전동기는 전기자 권선과 계자 권선이 직렬로 연결되어 있어 전기자 전류가 곧 계자 전류가 됩니다. 따라서 전류가 일정하면 계자에서 발생하는 자속도 일정하게 유지됩니다.

역기전력과 회전속도는 어떤 관계가 있나요?

역기전력

E = k Φ N

(여기서

k

는 기계상수,

Φ

는 자속,

N

은 회전속도)입니다. 자속

Φ

가 일정할 때 역기전력

E

는 회전속도

N

에 정비례합니다.

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