유도전동기제어
전기기사 필기 2015년 2회 47번
| 과목 / 챕터 | 전기기기 / 유도전동기 |
|---|---|
| 인지 유형 | trap |
| 난이도 | Level 3 |
Q문제
50Hz로 설계된 3상 유도전동기를 60Hz에 사용하는 경우 단자전압을 110%로 높일 때 일어나는 현상이 아닌 것은?
선택지 분석
1
철손 불변
오답 함정 분석
철손은 전압의 제곱에 비례하고 주파수에 반비례하므로, 전압 1.1배 상승과 주파수 1.2배 상승이 상쇄되어 거의 변하지 않습니다.
2
여자전류 감소
오답 함정 분석
자속 밀도가 주파수 증가율보다 낮게 상승하므로 전체적인 자속이 감소하여 여자전류도 줄어듭니다.
3
출력이 일정하면 유효전류 감소
오답 함정 분석
동일한 출력에서 단자전압이 110%로 상승하면 전압과 전류의 반비례 관계에 의해 유효전류는 감소합니다.
온도상승 증가
정답 상세 해설
주파수와 전압이 동시에 상승하면 철손은 거의 일정하고 전류는 감소하여 온도 상승은 오히려 낮아지거나 일정하게 유지됩니다.
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Step 1: 자속 밀도의 변화를 확인합니다. 자속은 전압에 비례하고 주파수에 반비례하므로 주파수가 1.2배(50Hz에서 60Hz), 전압이 1.1배가 되면 자속은 약 0.917배로 감소합니다.
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Step 2: 철손의 변화를 분석합니다. 철손은 전압의 제곱에 비례하고 주파수에 반비례하므로 계산 시 약 1.008배가 되어 수치상 거의 변화가 없습니다.
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Step 3: 온도 상승 요인을 검토합니다. 주파수 증가로 회전 속도가 빨라져 냉각 효과가 개선되고, 유효전류와 여자전류가 모두 감소하여 동손이 줄어들기 때문에 온도 상승은 증가하지 않습니다.
자주 묻는 질문
Q.
주파수가 높아지면 전동기의 속도는 어떻게 되나요?
동기 속도는 주파수에 비례하므로 주파수가 50Hz에서 60Hz로 높아지면 전동기의 회전 속도도 빨라집니다.
Q.
전압을 높였는데 왜 유효전류가 감소하나요?
출력이 일정할 때 전압이 상승하면, 출력 공식(P=√3VIcosθ)에 따라 전압과 반비례 관계에 있는 전류는 감소하게 됩니다.