개념 한 쪽
승강기기능사 전동기의 종류 및 특성 — 권동식·기어레스·트랙션과 속도 계산
승강기를 움직이는 권상기는 동력을 전달하는 방식에 따라 권동식과 트랙션식으로 나뉘고, 감속기를 쓰는지에 따라 기어드와 기어레스로 나뉜다. 방식마다 미끄러짐과 마모, 균형추의 필요성, 적용 속도가 다르다. 카의 속도는 전동기 회전수와 권상도르래 직경, 감속비, 로프 걸림비로 계산한다.
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뜻
권동식 권상기는 로프를 드럼에 감아 카를 움직이는 감김식이다. 로프가 드럼에 감기면서 힘을 전달하므로 미끄러짐이 거의 없다. 마찰력으로 구동하는 트랙션 방식은 로프가 미끄러질 수 있고, 로프와 도르래 사이에 마모가 생긴다. 권동식에 미끄러짐이 크다는 설명은 방식의 구동 원리와 반대다.
기어레스 방식은 감속기가 없이 전동기 회전축에 메인 시브를 직접 장착한다. 기계적 손실이 적고 효율이 높아 주로 고속 승강기에 적용되며, 정밀한 속도 제어를 위해 전압과 주파수를 함께 바꾸는 VVVF 제어를 사용한다. 웜기어는 회전을 감속해 토크를 높이는 감속기이므로 기어드 방식의 부품이다. 기어레스 방식에 웜기어를 사용한다는 설명은 이름의 뜻과 정반대다.
트랙션식 권상기는 마찰 구동이므로 카와 균형추의 무게 균형을 맞추기 위한 균형추가 필수다. 균형추가 카의 무게를 상쇄해 소요 동력이 작고, 로프를 감지 않고 미끄러지게 하므로 행정 거리의 제한이 없으며 권과가 생기지 않는다. 다만 마찰을 이용하므로 마모는 피할 수 없다.
카의 속도는 정격속도 계산식 V = (π × D × N) / (i × R)로 구한다. D는 권상도르래 직경, N은 전동기 회전수, i는 감속비, R은 로프 걸림비다. 편향도르래는 로프의 방향을 바꾸거나 장력을 유지하는 장치라 이 식에 들어가지 않는다.
안전 수치도 방식과 함께 익힌다. 균형추를 사용한 승객용 승강기의 제동기는 적재하중의 125%까지 위험 없이 정지할 수 있어야 한다. 트랙션비, 즉 카 측 로프가 매달고 있는 중량과 균형추 측 로프가 매달고 있는 중량의 비를 낮게 선택하면 로프의 굽힘 피로가 줄어 로프 수명이 길어진다.
예제
선지 판단은 구동 원리에서 갈린다. 권동식은 감김식이라 미끄러짐이 거의 없고, 미끄러짐이 크다는 설명은 트랙션식 쪽 성질이다.
기어레스 문제에서는 감속기 부품이 등장하는지 본다. 웜기어를 사용한다고 적으면 기어드 방식의 특징을 옮긴 것이다. 기어레스는 메인 시브를 전동기 축에 직접 연결하고 VVVF 제어를 쓰며 고속 승강기에 적용된다.
트랙션식 문제에서는 마모와 균형추를 본다. 마모가 일어나지 않는다거나 균형추가 필요 없다고 적으면 마찰 구동의 원리와 어긋난다.
속도 문제에서는 계산식의 변수를 확인한다. 편향도르래는 방향 전환용이라 속도에 영향을 주지 않는다. 제동력은 적재하중의 125%가 기준이고, 트랙션비를 낮추면 로프 수명이 길어진다.
자주 묻는 물음
- 권동식과 트랙션식은 어떻게 다른가요?
- 권동식은 로프를 드럼에 감아 구동하는 감김식이라 미끄러짐이 거의 없습니다. 트랙션식은 로프와 도르래의 마찰력을 이용하므로 미끄러질 수 있고 로프와 도르래에 마모가 생깁니다.
- 기어레스 권상기의 특징은 무엇인가요?
- 감속기 없이 전동기 회전축에 메인 시브를 직접 장착합니다. 기계적 손실이 적고 효율이 높아 고속 승강기에 적용되며, 전압과 주파수를 함께 바꾸는 VVVF 제어를 사용합니다. 웜기어는 기어드 방식의 감속기이므로 기어레스에는 쓰이지 않습니다.
- 카의 속도를 정하는 요소와 제동기 기준은 무엇인가요?
- 정격속도는 V = (π × D × N) / (i × R)로 계산하며 D는 권상도르래 직경, N은 전동기 회전수, i는 감속비, R은 로프 걸림비입니다. 편향도르래는 방향 전환용이라 속도에 영향을 주지 않습니다. 균형추를 사용한 승객용 승강기의 제동기는 적재하중의 125%까지 위험 없이 정지할 수 있어야 합니다.
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