직류전동기의 종류와 특성

전기기사 필기 2021년 3회 47번

Q문제

직류 분권전동기의 전압이 일정할 때 부하토크가

2

배로 증가하면 부하전류는 약 몇 배가 되는가?

유사 문제 링크

선택지 분석

부하 토크가 증가하면 이를 감당하기 위해 전류도 증가해야 하므로, 부하 전류가 1배로 유지된다는 것은 틀린 설명입니다.

직류 분권전동기에서 전압이 일정할 때 부하 토크가 2배로 증가하면 부하 전류도 약 2배가 됩니다.

•

Step 1: 직류 전동기의 토크

T

는 자속

ϕ

와 전기자 전류

I_{a}

의 곱에 비례합니다. (

T = k ϕ I_{a}

)

•

Step 2: 분권 전동기에서 공급 전압

V

가 일정하면 계자 전류

I_{f}

가 일정하므로 자속

ϕ

도 일정하게 유지됩니다. 따라서 토크

T

는 전기자 전류

I_{a}

에 정비례합니다.

•

Step 3: 부하 전류

I

는 전기자 전류

I_{a}

와 계자 전류

I_{f}

의 합(

I = I_{a} + I_{f}

)입니다. 일반적으로 계자 전류는 전기자 전류에 비해 매우 작아 무시할 수 있으므로

I \approx I_{a}

로 간주합니다. 따라서 부하 토크가 2배가 되면 전기자 전류가 2배가 되고, 부하 전류 역시 약 2배가 됩니다.

분권 전동기에서 토크와 전류는 정비례 관계이므로, 토크가 2배 증가할 때 전류가 3배로 증가한다는 것은 틀린 설명입니다.

토크가 전류의 제곱에 비례하는 것은 직권 전동기의 특성이며, 분권 전동기에는 해당하지 않습니다.

직류 분권전동기에서 자속은 왜 일정하게 유지되나요?

분권전동기는 계자 권선과 전기자 권선이 병렬로 연결되어 있습니다. 공급 전압이 일정하면 계자 저항에 흐르는 계자 전류가 일정하게 유지되므로, 발생하는 자속 역시 일정하게 유지됩니다.

부하 전류와 전기자 전류는 완전히 같은 값인가요?

엄밀히 말해 부하 전류는 전기자 전류와 계자 전류의 합입니다. 하지만 계자 전류의 크기가 전기자 전류에 비해 매우 작기 때문에, 계산상 부하 전류를 전기자 전류와 거의 같다고 간주합니다.