유도전동기의 기동 및 제동

전기기사 필기 2021년 1회 60번

Q문제

60 [H z]

, 6극의 3상 권선형 유도전동기가 있다. 이 전동기의 정격 부하 시 회전수는

1, 140 [r p m]

이다. 이 전동기를 같은 공급전압에서 전부하 토크로 기동하기 위한 외부저항은 몇

[Ω]

인가? (단, 회전자 권선은 Y결선이며 슬립링 간의 저항은

0.1 [Ω]

이다.)

유사 문제 링크

선택지 분석

0.5

슬립링 간 저항을 1상 저항으로 잘못 적용하거나 계산 과정에서 오류가 발생한 결과입니다.

0.85

슬립 계산 오류 또는 비례추이 공식을 잘못 적용하여 도출된 오답입니다.

0.95

전부하 토크로 기동하기 위한 외부저항은 비례추이 원리를 적용하여 0.95[Ω]으로 계산됩니다.

•

Step 1: 동기속도 계산 동기속도

N_{s} = \frac{120 f}{p} = \frac{120 \times 60}{6} = 1, 200 [r p m]

입니다.

•

Step 2: 정격 부하 시 슬립 계산 슬립

s = \frac{N _{s} - N}{N _{s}} = \frac{1 , 200 - 1 , 140}{1 , 200} = 0.05

입니다.

•

Step 3: 회전자 1상당 저항 계산 회전자 권선이 Y결선이고 슬립링 간의 저항이

0.1 [Ω]

이므로, 1상당 저항

r_{2} = \frac{0.1}{2} = 0.05 [Ω]

입니다.

•

Step 4: 비례추이를 이용한 외부저항 계산 전부하 토크로 기동하려면 기동 시(슬립

s^{'} = 1

)의 토크가 전부하 시(슬립

s = 0.05

)의 토크와 같아야 합니다. 비례추이 공식

\frac{r _{2}}{s} = \frac{r _{2} + R}{s ^{'}}

에 대입하면

\frac{0.05}{0.05} = \frac{0.05 + R}{1}

이 됩니다. 따라서

1 = 0.05 + R

이므로, 외부저항

R = 0.95 [Ω]

입니다.

외부저항을 구해야 하나, 회전자 저항과 외부저항을 합친 전체 저항값을 정답으로 착각한 결과입니다.

슬립링 간의 저항을 왜 2로 나누어 1상당 저항을 구하나요?

회전자 권선이 Y결선으로 되어 있기 때문에, 두 슬립링 사이에서 측정된 저항은 직렬로 연결된 2개 상의 저항 합과 같습니다. 따라서 1상당 저항을 구하려면 측정된 저항을 2로 나누어야 합니다.

비례추이 원리가 무엇인가요?

권선형 유도전동기에서 회전자 회로의 2차 저항을 변화시키면, 최대 토크의 크기는 변하지 않고 최대 토크를 발생하는 슬립이 2차 저항에 비례하여 이동하는 특성을 말합니다. 이를 통해 기동 토크를 조절할 수 있습니다.