개념 한 쪽
발전기는 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치로, 농기계의 전기 계통에서 전원 공급과 충전에 핵심적 역할을 한다고 이해한다. 직류발전기는 접지 방식에 따라 내부 접지식과 외부 접지식으로 구분되며, 역류를 방지하는 장치의 역할을 숙지해야 한다고 본다. 발전기와 연결된 주변 장치의 특성과 용도를 구분하여 설비를 운용해야 한다고 규정한다.
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출제기준 단원 「발전기의 원리와 종류」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 시동용 전동기 선택 | 1 | 기동 토크 요구에 맞는 전동기 유형을 고르는 능력을 묻는다 |
| 직류발전기 접지 방식 정의 | 1 | 외부 접지식의 접지 위치를 레규레이터로 설명하는지를 묻는다 |
| 다용도 측정기 판별 | 1 | 하나의 기구로 외경·내경·깊이를 측정할 수 있는지를 묻는다 |
직류 발전기는 회전하는 아마튜어와 계자 권선에 의해 전기 에너지를 생성하는 장치라고 정의한다. 발전기와 축전지의 전압 관계에 따라 전류가 역류할 수 있으므로 이를 차단하는 장치가 필요하다고 본다. 역류 방지는 축전지의 과방전과 장치 손상을 막기 위한 기본 안전장치 역할을 한다고 이해한다.
역류를 차단하는 장치는 컷아웃 릴레이(Cut-out Relay)이며, 이 장치는 발전기의 전압이 축전지 전압보다 높을 때만 회로를 연결하고 그렇지 않을 때는 회로를 차단하여 역류를 막는다고 설명한다. 컷아웃 릴레이의 기능을 발전기 계통의 보호와 연결성 관점에서 구분하여 이해해야 한다고 본다.
직류 발전기의 접지 방식은 계자 권선의 접지 위치를 기준으로 나누며, 내부 접지식은 발전기 본체 내부에서 계자 코일의 한쪽 끝을 접지하는 방식이라고 규정한다. 외부 접지식은 발전기 외부에 위치한 전압 조정기(레규레이터) 측에서 계자 권선의 한쪽 끝을 접지하는 방식이라고 정의한다. 이 둘의 차이를 레규레이터와 발전기 본체의 접지 위치로 기억해야 한다고 권장한다.
농기계에서의 전동기와 전동기 기동 특성도 발전기 계통 설계와 관련되므로 기본적으로 구분하여야 한다고 본다. 시동에 적합한 전동기는 큰 기동 토크를 내는 유형으로 선택해야 하며, 트랙터와 같은 저속 고토크 요구 장비에는 직권 전동기가 적합하다고 정리한다. 또한 측정 도구의 용도 구분을 통해 유지보수 시 적절한 계측기를 사용해야 한다고 강조한다.
문제 유형은 발전기 회로의 구성 요소 기능을 묻거나 접지 방식의 정의를 확인하는 형태로 출제된다고 본다. 예컨대 '발전기가 멈추거나 생성 전압이 축전지 전압 이하로 떨어져 배터리 쪽으로 전류가 흐르는 상황을 막는 장치'를 묻는 경우 정답은 컷아웃 릴레이라고 판단한다. 또 '직류발전기에서 외부 접지식의 의미'를 물으면 계자 권선의 접지점이 레규레이터 쪽에 위치하는 방식이라고 설명해야 한다.
현장 운용이나 수리 상황에서 트랙터의 기동 전동기를 선정할 때는 '시동용=큰 토크=직권 전동기' 공식을 적용하여 직권 전동기를 선택해야 한다고 본다. 유지보수에서 길이·외경·내경을 한 기구로 측정해야 할 때는 버어니어 캘리퍼스가 범용적으로 사용된다고 적용한다.
트랙터 기관에 적합한 기동 전동기는?
정답 ① · 트랙터의 기동 전동기(시동 모터)는 큰 토크가 필요하고 배터리 전압이 낮을 때에도 강력한 회전력을 내야 하므로 자계 코일과 전기자 코일이 직렬로 연결된 직권 전동기를 주로 사용합니다. 직권 전동기는 저속에서 회전 토크가 커서 엔진 시동에 적합한 특성을 가지고 있습니다.
직권 전동기는 저속에서 토크가 커서 트랙터 엔진 기동에 적합한 직렬 구조를 가진다.
트랙터의 직류발전기에서 외부 접지식이란?
정답 ④ · 직류 발전기의 접지 방식 중 외부 접지식은 계전기(레규레이터) 쪽에서 필드 코일을 접지시키는 방식입니다. 이에 반해 내부 접지식은 발전기 본체 내부에서 필드 코일의 한쪽 끝이 접지되는 형식입니다.
외부 접지식은 발전기 외부인 레규레이터 측에서 계자 코일을 접지하는 방식이다.
다음 측정 기구 중 길이 외경 내경 등을 1개의 기구로서 측정할 수 있는 것은?
정답 ② · 버어니어 캘리퍼스(버니어 calipers)는 아웃서바(외경), 인사이드 서바(내경), 뎁스 바(깊이) 등을 하나의 기구로 다양하게 측정할 수 있는 범용 측정 도구입니다. 반면 다이얼 게이지나 마이크로미터는 주로 특정 목적에 국한되어 사용되므로 제시된 정답이 정확합니다.
버어니어 캘리퍼스는 외경, 내경, 깊이 측정이 모두 가능한 범용 측정기이므로 정답이다.
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