2011년 1회전기자 지름 0.2[m]의 직류 발전기가 1.5[kW]의 출력에서 1800[rpm]으로 회전하고 있을 때 전기자 주변속도는 약 몇 [m/s]인가?
- 9.42
- 18.84
- 21.43
- 42.86
정답과 해설 보기
정답 ② · 전기자 주변속도(원주속도)는 [m/s]로 계산한다. 지름 , 회전수 을 대입하면 이다.
원주속도는 초당 회전수에 둘레 길이를 곱한 것으로, 에 대입하면 18.84[m/s]가 된다.
개념 한 쪽
전기기능사 직류기의 동작 원리 — 계자·전기자·정류자의 역할
직류 발전기는 계자가 자속을 만들고, 전기자가 그 자속을 끊어 기전력을 유도하며, 정류자가 교류기전력을 직류로 바꾼다. 중권의 병렬회로수, 직류기 권선법, 브러시 종류, 정류곡선, 전기자 주변속도도 묻는다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「직류기의 동작 원리 등」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 구성 부품의 역할 | 1 | 계자·전기자·정류자·극철편이 맡은 일 |
| 전기자 권선법 | 1 | 직류기에 주로 쓰는 권선 · 중권에 대한 설명의 옳고 그름 |
| 주변속도 계산 | 1 | 전기자 지름과 회전수로 주변 속도 |
2016년 CBT 전환 이전 시험에도 나왔습니다(2011년 1회).
뜻
직류 발전기의 세 요소는 역할이 나뉜다. 계자는 자속을 발생시키고, 전기자는 계자가 만든 자속을 끊어 유도기전력을 발생시키며, 정류자는 전기자에 유도된 교류기전력을 직류로 변환한다. 정류자는 브러시와 접촉해 이 변환을 이룬다.
자극편은 영구자석이나 전자석의 극철심 끝에 붙은 넓은 판으로, 계자 자속을 공극 부분에 고르게 분포시키는 역할을 한다.
직류기의 전기자 권선을 중권으로 하면 병렬회로수와 브러시 수가 모두 극수와 같아진다. 직류기에 쓰는 권선법은 폐로권, 고상권, 이층권이고, 교류기는 개로권, 환상권, 단층권을 쓴다.
브러시의 종류는 탄소, 전기흑연, 금속흑연 세 가지이며 실리콘 브러시는 없다. 정류 상태에서 부족정류는 정류 말기에 브러시 후단에서, 과정류는 전단에서 불꽃이 생기기 쉽다.
전기자 주변속도는 초당 회전수에 둘레 길이를 곱한 값이다. 전기자 지름 0.2m, 회전수 1800rpm이면 v = πDN/60 = π×0.2×1800÷60인 약 18.84m/s이다.
공식 교재로 짚기
국가직무능력표준(NCS) 학습모듈 「직류전동기의 종류와 특성」(1901050109)는 이 개념을 이렇게 다룹니다.
학습목표: 직류전동기의 고정자와 회전자를 이루는 계자극·프레임·전기자·정류자·브러시를 설명할 수 있다.
회전자는 전기자(armature) 와 정류자(commutator) 및 브러시로 구성되어 있다.
NCS 학습모듈 ncs-1901050109 직류전동기의 종류와 특성 · 1-1 직류전동기의 기본 구조와 최적 설계
예제
계자가 자속을 만들면 회전하는 전기자가 그 자속을 끊어 교류기전력을 유도한다. 이 교류기전력은 정류자와 브러시를 거치면서 직류로 바뀌어 외부로 나간다.
④ 권선·브러시형 — 중권은 병렬회로수와 브러시 수가 극수와 같고, 직류기 권선은 폐로권·고상권·이층권이다. 브러시는 탄소·전기흑연·금속흑연 세 가지다. ⑤ 속도 계산형 — 전기자 주변속도는 v = πDN/60이다.
대표 기출 3문항
다음 권선법 중 직류기에서 주로 사용되는 것은?
- 폐로권, 환상권, 이층권
- 폐로권, 고상권, 이층권
- 개로권, 환상권, 단층권
- 개로권, 고상권, 이층권
정답과 해설 보기
정답 ②
직류기 권선은 '폐로권·고상권·이층권'이고, 교류기는 '개로권·환상권·단층권'으로 짝지어 암기한다.
영구자석 또는 전자석 끝부분에 설치한 자성 재료편으로서, 전기자에 대응하여 계자 자속을 공극부분에 적당히 분포시키는 역할을 하는 것은 무엇인가?
- 자극편
- 정류자
- 공극
- 브러시
정답과 해설 보기
정답 ①
극철심 끝의 넓은 판 '자극편'이 공극에 계자 자속을 고르게 분포시킨다.
자주 묻는 물음
- 직류 발전기에서 계자의 역할은 무엇인가요?
- 자속을 발생시키는 역할입니다.
- 자극편은 무슨 역할을 하나요?
- 계자 자속을 공극 부분에 고르게 분포시키는 역할을 합니다.
- 정류자는 무슨 역할을 하나요?
- 전기자에 유도된 교류기전력을 직류로 바꾸는 역할을 합니다. 브러시와 접촉하여 변환합니다.
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