유도전동기의 등가회로 및 특성

전기기사 필기 2013년 3회 43번

Q문제

유도전동기의 안정 운전의 조건은? (단,

T_{m}

: 전동기 토크,

T_{L}

: 부하토크,

n

: 회전수)

유사 문제 링크

선택지 분석

\frac{d T _{m}}{d n} < \frac{d T _{L}}{d n}

유도전동기가 안정적으로 운전하기 위해서는 속도가 변할 때 원래의 평형 상태로 돌아가려는 복원력이 작용해야 합니다.

•

Step 1: 전동기 토크

T_{m}

과 부하 토크

T_{L}

이 일치하는 교점에서 정상 운전이 이루어집니다.

•

Step 2: 회전수

n

이 미소하게 증가했을 때, 부하 토크가 전동기 토크보다 커져야(

T_{L} > T_{m}

) 감속하여 원래 속도로 복귀합니다.

•

Step 3: 회전수

n

이 미소하게 감소했을 때, 전동기 토크가 부하 토크보다 커져야(

T_{m} > T_{L}

) 가속하여 원래 속도로 복귀합니다.

•

Step 4: 따라서 회전수

n

에 대한 토크의 변화율 기울기를 비교하면

\frac{d T _{m}}{d n} < \frac{d T _{L}}{d n}

을 만족해야 안정 운전 조건이 성립합니다.

\frac{d T _{m}}{d n} > \frac{d T _{L}}{d n}

속도가 증가할 때 전동기 토크가 더 크게 증가하여 가속이 지속되므로 불안정 운전 조건에 해당합니다.

\frac{d T _{m}}{d n} = \frac{d T _{L}}{d n}

두 토크의 변화율이 같은 임계 상태이므로, 외란 발생 시 원래 속도로 돌아오는 안정적인 운전을 보장할 수 없습니다.

\frac{d T _{m}^{2}}{d n} = \frac{d T _{L}^{2}}{d n}

토크의 제곱에 대한 변화율은 유도전동기의 안정 운전 조건과 무관한 수식입니다.

유도전동기의 안정 운전 조건에서 회전수가 증가할 때 왜 부하 토크가 더 커야 하나요?

회전수가 증가할 때 부하 토크가 전동기 토크보다 커야 제동 효과가 발생하여 속도가 다시 감소하고 원래의 평형 상태로 돌아올 수 있기 때문입니다.

전동기 토크와 부하 토크가 같아지는 지점은 무엇을 의미하나요?

전동기 토크와 부하 토크가 같아지는 지점은 전동기가 가속이나 감속 없이 일정한 속도로 회전하는 정상 운전 상태(동작점)를 의미합니다.