직류전동기의 종류와 특성
전기기사 필기 2013년 2회 59번
| 과목 / 챕터 | 전기기기 / 직류기 |
|---|---|
| 인지 유형 | memory |
| 난이도 | Level 2 |
Q문제
직류 직권 전동기가 전차용에 사용되는 이유는?
선택지 분석
1
속도가 클 때 토크가 크다.
오답 함정 분석
직류 직권 전동기에서 토크는 속도의 제곱에 반비례하므로 속도가 클 때 토크는 작아집니다.
토크가 클 때 속도가 적다.
정답 상세 해설
직류 직권 전동기는 토크가 속도의 제곱에 반비례하는 특성을 가져 기동 시 큰 힘을 낼 수 있으므로 전차용에 적합합니다.
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Step 1: 직류 직권 전동기의 토크(T)와 전류(I)의 관계를 확인합니다. 직권 전동기에서 자속은 전류에 비례하므로 토크는 전류의 제곱에 비례(T ∝ I²)합니다.
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Step 2: 속도(N)와 전류(I)의 관계를 확인합니다. 속도는 자속에 반비례하므로 전류에 반비례(N ∝ 1/I)하는 특성을 가집니다.
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Step 3: 토크와 속도의 상관관계를 도출합니다. 위 관계에 의해 토크는 속도의 제곱에 반비례(T ∝ 1/N²)하게 됩니다. 따라서 부하가 커서 큰 토크가 필요한 기동 시에는 속도가 낮아지며 강력한 힘을 발휘할 수 있어 전차용으로 널리 사용됩니다.
3
기동토크가 크고 속도는 불변이다.
오답 함정 분석
직권 전동기는 부하의 크기에 따라 속도가 급격하게 변하는 가변속도 특성을 가집니다.
4
토크는 일정하고 속도는 전류에 비례한다.
오답 함정 분석
토크는 전류의 제곱에 비례하며, 속도는 전류에 반비례합니다.
자주 묻는 질문
Q.
직류 직권 전동기를 무부하 상태로 운전하면 안 되는 이유는 무엇인가요?
부하가 없으면 전류가 거의 흐르지 않아 속도가 무한대로 발산하는 위험한 상태(일주 현상)가 되기 때문입니다.
Q.
전차용 전동기로서 직권 전동기의 가장 큰 장점은 무엇인가요?
정지 상태에서 출발할 때 매우 큰 기동 토크를 발생시킬 수 있어 무거운 전차를 움직이기에 최적의 특성을 가집니다.