제어기기의 구조 및 원리

전기기사 필기 2008년 2회 50번

입력 전압에 의해 회전 속도가 결정되는데, 출력인 회전각은 속도를 시간으로 적분한 값이기 때문에 $1/s$ 항이 포함됩니다.

Q문제

AC 서보전동기(AC servomotor)의 설명 중 틀린 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

AC 서보전동기는 그다지 큰 회전력이 요구되지 않는 시스템에 사용되는 전동기이다.

AC 서보전동기는 주로 소용량의 정밀한 제어 시스템에 사용되며 대용량 토크 발생에는 한계가 있습니다.

이 전동기에는 기준권선과 제어권선의 두 고정자 권선이 있으며,

90

도의 위상차가 있는

2

상 전압을 인가해 회전자계를 만든다.

2상 AC 서보전동기는 위상차가 90도인 두 전압을 사용하여 회전자기장을 생성하는 것이 표준적인 구조입니다.

고정자의 기준권선에는 정전압을 인가하며, 제어권선에는 제어용 전압을 인가한다.

기준권선에는 일정한 전압을 유지하고 제어권선의 전압 크기를 변화시켜 속도와 방향을 제어하는 것이 기본 원리입니다.

이 전동기는 속도 회전력 특성을 선형화하고 제어전압을 입력으로 회전자의 회전각을 출력으로 보았을 때 이 전동기의 전달함수는 미분요소와

2

차 요소의 직렬 결합으로 볼 수 있다.

AC 서보전동기의 전달함수는 미분 요소가 아닌 적분 요소와 1차 지연 요소의 결합으로 표현됩니다.

•

Step 1: 전동기의 입력과 출력 관계를 정의합니다. 제어 전압을 입력

E_{c} (s)

, 회전자의 회전각을 출력

θ (s)

라고 설정합니다.

•

Step 2: 전달함수 식을 도출합니다. 전동기의 기계적 특성을 고려한 전달함수는

G (s) = \frac{θ ( s )}{E _{c} ( s )} = \frac{K}{s ( 1 + T s )}

와 같이 나타납니다.

•

Step 3: 구성 요소를 분석합니다. 식에서

1/ s

은 적분 요소를 의미하며,

1/ (1 + T s)

는 1차 지연 요소를 의미하므로 문제의 설명은 틀린 내용입니다.

AC 서보전동기에서 2상 전압을 사용하는 이유는 무엇인가요?

고정자 권선에 90도 위상차를 가진 전압을 인가하여 회전자기장을 발생시키고 이를 통해 회전자를 구동하기 위함입니다.

AC 서보전동기의 전달함수에 적분 요소가 포함되는 이유는 무엇인가요?

입력 전압에 의해 회전 속도가 결정되는데, 출력인 회전각은 속도를 시간으로 적분한 값이기 때문에

1/ s

항이 포함됩니다.