직류전동기의 종류와 특성

전기기사 필기 2013년 1회 54번

발전기의 유도 기전력은 단자 전압에 전기자 전압 강하를 더한 값($E = V + I_a R_a$)이며, 전동기의 단자 전압은 역기전력에 전기자 전압 강하를 더한 값($V = E + I_a R_a$)입니다.

Q문제

직류 발전기를 전동기로 사용하고자 한다. 이 발전기의 정격전압

120 [V]

, 정격전류

40 [A]

, 전기자 저항

0.15 [Ω]

이며, 전부하일 때 발전기와 같은 속도로 회전시키려면 단자 전압은 몇

[V]

를 공급하여야 하는가? (단, 전기자 반작용 및 여자 전류는 무시한다.)

유사 문제 링크

선택지 분석

114

발전기의 유도 기전력을 구할 때 전압 강하를 더하지 않고 빼서 114[V]로 잘못 계산한 오답입니다.

126

발전기의 유도 기전력인 126[V]를 전동기의 단자 전압으로 착각한 오답입니다.

132

발전기와 같은 속도로 회전시키기 위해서는 전동기의 역기전력이 발전기의 유도 기전력과 같아야 합니다.

•

Step 1: 발전기일 때의 유도 기전력(

E_{g}

)을 계산합니다.

E_{g} = V_{g} + I_{a} R_{a} = 120 + (40 \times 0.15) = 126 [V]

•

Step 2: 전동기일 때의 역기전력(

E_{m}

)을 확인합니다. 발전기와 같은 속도로 회전하므로

E_{m} = E_{g} = 126 [V]

입니다.

•

Step 3: 전동기일 때 공급해야 할 단자 전압(

V_{m}

)을 계산합니다.

V_{m} = E_{m} + I_{a} R_{a} = 126 + (40 \times 0.15) = 132 [V]

138

전동기의 단자 전압을 계산할 때 전압 강하를 중복으로 더하여 138[V]로 잘못 계산한 오답입니다.

발전기를 전동기로 사용할 때 왜 역기전력이 유도 기전력과 같아야 하나요?

직류기에서 기전력은 회전 속도와 자속에 비례합니다. 여자 전류가 일정하여 자속이 같으므로, 같은 속도로 회전하려면 전동기의 역기전력과 발전기의 유도 기전력이 동일해야 합니다.

발전기와 전동기의 단자 전압 계산 공식은 어떻게 다른가요?

발전기의 유도 기전력은 단자 전압에 전기자 전압 강하를 더한 값(

E = V + I_{a} R_{a}

)이며, 전동기의 단자 전압은 역기전력에 전기자 전압 강하를 더한 값(

V = E + I_{a} R_{a}

)입니다.