직류전동기의 기동, 제동 및 속도제어

전기기사 필기 2022년 2회 50번

Q문제

직류 분권전동기에서 정출력 가변속도의 용도에 적합한 속도제어법은?

유사 문제 링크

선택지 분석

계자제어

계자제어는 계자 자속을 조절하여 속도를 제어하는 방식으로, 속도가 변하더라도 출력이 일정하게 유지되는 정출력 제어 특성을 가집니다.

•

Step 1. 직류전동기의 속도 공식

N = \frac{V - I _{a} R _{a}}{k ϕ}

에 의해 계자 자속(

ϕ

)을 줄이면 속도(

N

)가 상승합니다.

•

Step 2. 토크 공식

τ = k ϕ I_{a}

에 의해 자속(

ϕ

)이 줄어들면 토크(

τ

)는 감소합니다.

•

Step 3. 출력

P = ω τ

에서 속도(

ω

)의 증가와 토크(

τ

)의 감소가 상쇄되어 전체 출력(

P

)은 일정하게 유지됩니다.

저항제어

저항제어는 전기자 회로에 직렬로 저항을 삽입하여 전압 강하를 유도하는 방식으로, 에너지 손실이 크고 속도 변동률이 높아 정출력 용도로는 부적합합니다.

전압제어

전압제어는 단자 전압을 변화시켜 속도를 제어하며, 토크가 일정하게 유지되는 정토크 제어 특성을 가집니다.

극수제어

극수제어는 주로 유도전동기에서 고정자 권선의 접속을 바꾸어 극수를 변화시키는 방식이며, 직류전동기에서는 일반적으로 사용되지 않습니다.

계자제어에서 속도를 높이면 토크는 어떻게 되나요?

계자 전류를 줄여 자속을 감소시킴으로써 속도를 높이기 때문에, 토크는 자속에 비례하여 감소하게 됩니다.

정출력 제어와 정토크 제어의 차이점은 무엇인가요?

정출력 제어(계자제어)는 속도 변화에 관계없이 출력이 일정한 방식이며, 정토크 제어(전압제어)는 속도 변화에 관계없이 토크가 일정한 방식입니다.