직류전동기의 종류와 특성
전기기사 필기 2009년 2회 51번
| 과목 / 챕터 | 전기기기 / 직류기 |
|---|---|
| 인지 유형 | memory |
| 난이도 | Level 1 |
Q문제
51. 직류 전동기 중 전기철도에 가장 적합한 전동기는?
선택지 분석
1
분권 전동기
오답 함정 분석
분권 전동기는 정속도 특성을 가지며 기동 토크가 직권 전동기에 비해 작아 부하 변동이 심한 철도용으로는 부적합합니다.
직권 전동기
정답 상세 해설
직권 전동기는 기동 토크가 매우 크고 부하에 따라 속도가 자동으로 조절되는 특성이 있어 전기철도에 가장 적합합니다.
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Step 1: 직권 전동기의 토크 특성을 분석합니다. 직권 전동기의 토크(T)는 자속과 전기자 전류의 곱에 비례하며, 자속이 전류에 비례하므로 결과적으로 토크는 전류의 제곱(T ∝ Ia²)에 비례합니다.
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Step 2: 기동 시 특성을 고려합니다. 전류의 제곱에 비례하는 토크 특성 덕분에 정지 상태에서 출발할 때 막대한 힘이 필요한 전기철도나 크레인 운용에 유리합니다.
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Step 3: 속도 변화 특성을 확인합니다. 부하가 커지면 속도가 줄어들고 부하가 작아지면 속도가 빨라지는 변속도 특성을 가지고 있어 열차의 부하 변동에 유연하게 대응할 수 있습니다.
3
복권 전동기
오답 함정 분석
복권 전동기는 직권과 분권의 중간적 특성을 가지나, 철도에서 요구하는 극심한 기동 토크를 충족하기에는 직권 전동기가 더 효율적입니다.
4
자여자 분권 전동기
오답 함정 분석
자여자 분권 전동기는 부하 변화에 따른 속도 변화가 적은 정속도 전동기로, 주로 공작기계나 송풍기 등에 사용됩니다.
자주 묻는 질문
Q.
직권 전동기의 토크는 전류와 어떤 관계인가요?
직권 전동기의 토크는 부하 전류의 제곱에 비례하여 증가하므로 기동 시 매우 큰 회전력을 발생시킵니다.
Q.
전기철도 외에 직권 전동기가 사용되는 곳은 어디인가요?
강력한 기동 토크가 필요한 크레인, 권상기, 승강기 등에 주로 사용됩니다.
Q.
직권 전동기를 무부하 상태로 운전하면 안 되는 이유는 무엇인가요?
부하가 없으면 전류가 매우 작아져 자속이 급감하며, 이로 인해 회전 속도가 위험할 정도로 높아지는 '일주 현상'이 발생할 수 있기 때문입니다.