개념 한 쪽
전기공사기사 전동기응용 — 권상·기중기 용량과 절연·보호 방식
전동기응용 세트는 권상기와 천장주행 기중기의 용량을 반복해서 계산하고, 전동기의 절연 종별과 보호 방식, 3상 교류 전동기의 입력, 엘리베이터용 전동기의 조건을 묻는다. 용량 계산은 힘×속도÷효율이 기본이고, 하중 단위가 t이면 6.12를, kg이면 60과 9.8을 쓴다. 절연 종별은 온도 숫자를, 보호 방식은 방적형의 15도 조건을 정확히 기억해야 한다.
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뜻
권상·기중기 용량은 같은 구조를 단위만 바꿔 출제한다. 하중을 t으로 주면 P[kW]=W[t]×v[m/min]÷(6.12×η)이고, kg으로 주면 P[kW]=(W[kg]×9.8×v[m/min])÷(60×1000×η)다. 10t을 8m/min으로 올리고 효율 67%이면 10000×8÷(6120×0.67)≈19.5kW이고, 30t을 4m/min으로 올리고 효율 78.4%이면 30,000×9.8×(4÷60)÷0.784=25kW다. 40t을 12m/min으로 올리고 효율 60%이면 (40000×9.8×12)÷(60×0.6)≈130.7kW이고, 50t을 2m/min으로 올리고 효율 70%이면 50×2÷(6.12×0.7)≈23kW다. 10,000kg을 5m/min으로 올리고 효율 80%이면 10,000×9.8×5÷(60×1000×0.8)≈10.2kW다. 효율은 언제나 분모에 두고, 속도가 m/min이면 60으로 나누는 것을 잊지 않는다.
절연 종별은 최고 허용온도로 등급을 나눈다. Y종 90도, A종 105도, E종 120도, B종 130도, F종 155도, H종 180도 순서다. 따라서 130도는 B종이다. 온도 숫자 하나를 묻는 단순 암기 문제로 나오므로 등급과 온도의 짝을 순서대로 외운다.
보호 방식은 막는 대상과 각도로 구분한다. 방적형은 연직면에서 15도 이내의 각도로 낙하하는 물방울이나 이물체가 직접 내부로 침입하지 않는 구조다. 방수형은 분사되는 물을 막고, 방진형은 먼지를 막으며, 방식형은 부식을 막는다. 보호 수준은 방적에서 방수로 갈수록 높아진다.
3상 교류 전동기의 입력은 유효전력으로 √3×선전압×선전류×역률, 곧 √3VsIcosθ다. 단상은 √3 없이 VIcosθ를 쓰고, sinθ가 들어간 식은 무효전력이므로 구분한다.
엘리베이터용 전동기는 잦은 기동·정지에 빠르게 응답해야 하므로 기동 토크가 커야 하고 관성 모멘트(GD²)는 작아야 한다. "GD²가 커야 한다"는 서술은 틀린 설명으로 출제된다. 가감속이 잦은 설비일수록 관성을 작게 만드는 것이 제어에 유리하다.
예제
출제 패턴은 네 가지다. ① 권상 용량 — 하중이 t이면 6.12, kg이면 60·1000·9.8을 쓰고 효율은 나눈다. ② 절연 종별 — Y90, A105, E120, B130, F155, H180의 순서에서 130도는 B종이다. ③ 보호 방식 — 15도 물방울은 방적형, 분사되는 물은 방수형이다. ④ 입력식 — 3상은 √3VsIcosθ다.
자주 묻는 물음
- 권상하중 40t, 권상속도 12m/min, 효율 60%인 기중기용 전동기의 용량은?
- P=(40000×9.8×12)÷(60×0.6)≈130.7kW입니다. t 단위 공식으로는 40×12÷(6.12×0.6)로 같은 결과가 나옵니다.
- 전동기 절연물에서 허용온도 130도에 해당하는 종별은?
- B종입니다. Y종 90도, A종 105도, E종 120도, B종 130도, F종 155도, H종 180도 순서로 외웁니다.
- 연직면에서 15도 이내로 낙하하는 물방울의 침입을 막는 보호 구조는?
- 방적형입니다. 방수형은 분사되는 물, 방진형은 먼지, 방식형은 부식을 막는 구조입니다.
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