유도전동기의 등가회로 및 특성

전기기사 필기 2016년 1회 55번

Q문제

55. 유도전동기를 정격상태로 사용 중, 전압이

10 [%]

상승하면 다음과 같은 특성의 변화가 있다. 틀린 것은? 단, 부하는 일정 토크라고 가정한다. (문제 오류로 실제 시험에서는 2, 3번이 정답처리 되었습니다. 여기서는 2번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

유사 문제 링크

선택지 분석

슬립이 작아진다.

전압의 제곱과 슬립은 반비례 관계이므로 전압 상승 시 슬립이 작아지는 것은 옳은 설명입니다.

효율이 떨어진다.

전압이 상승하면 일반적으로 효율이 향상되거나 유지되므로, 효율이 떨어진다는 설명은 틀린 진술입니다.

•

Step 1: 유도전동기의 토크

T

는 전압의 제곱(

V^{2}

)과 슬립(

s

)의 곱에 비례하며, 부하 토크가 일정할 때 전압

V

가 상승하면 슬립

s

는 감소합니다.

•

Step 2: 전압 상승으로 철손은 증가하지만, 슬립 감소에 의해 전류가 줄어들어 동손(

I^{2} R

)은 감소하게 됩니다.

•

Step 3: 정격 부하 근처에서는 동손의 감소 효과가 철손의 증가 효과보다 커서 전체적인 효율은 저하되지 않고 오히려 개선되는 경향을 보입니다.

속도가 감소한다.

속도는

N = N_{s} (1 - s)

이므로 슬립 감소 시 속도는 증가합니다. 따라서 속도가 감소한다는 진술은 틀린 것이나, 문제의 정답 설정에 따라 오답으로 처리합니다.

히스테리시스손과 와류손이 증가한다.

철손은 전압의 제곱에 비례하여 증가하므로 이는 물리적으로 옳은 설명입니다.

전압이 상승하면 왜 슬립이 줄어드나요?

유도전동기의 토크는 전압의 제곱과 슬립의 곱에 비례합니다. 부하 토크가 일정할 때 전압이 커지면 동일한 토크를 내기 위해 필요한 슬립 값은 작아지게 됩니다.

전압 상승 시 철손이 증가하는 이유는 무엇인가요?

철손을 구성하는 히스테리시스손과 와류손은 공급 전압의 제곱에 비례하여 변화합니다. 따라서 전압이 10% 상승하면 철손은 약 21% 증가하게 됩니다.