전기공사기사 전동기운전 및 제어 — 선정 기준·부하 용량·제동 방식

전동기 선정은 부하를 기준으로 한다. 부하가 요구하는 토크와 속도의 성질에 맞는 특성을 고르고, 설치 장소와 용도에 맞는 기계적 형식(개방형·폐방형 등)을 정하며, 연속 운전인지 반복 운전인지에 맞는 정격과 냉각 방식을 고른다. 마지막으로 부하 토크를 감당할 수 있는 표준 출력을 선정한다. 따라서 "부하 토크와 상관없이 출력을 정한다"는 서술은 선정 방법에 속하지 않는다. "상관없다", "무시한다" 같은 부정적 표현은 선정 절차 문제에서 정답 후보로 먼저 살핀다.

권상기 용량은 힘×속도÷효율이다. 10t을 24m/min으로 올리고 효율이 65%이면 P=9.8×10⁴×24÷(60×0.65)≈60.3kW이고, 같은 조건을 m/s로 환산해도 98,000×0.4÷0.65≈60kW로 같다. 40t을 3m/min으로 올리고 효율이 80%이면 392,000×3÷(60×1000×0.8)=24.5kW다. 톤을 뉴턴으로 바꾸는 9.8, 분을 초로 바꾸는 60, 효율로 나누는 세 동작을 빠뜨리지 않는다.

엘리베이터는 평형추가 하중의 일부를 상쇄해 준다. 출력은 P[kW]=W×v×(1-평형률)÷6120÷η로 구한다. 적재중량 1000kg, 속도 60m/min, 평형률 0.6, 효율 1이면 유효하중이 400kg이므로 400×60÷6120≈3.9kW가 이론 출력이고, 가속과 기동 여유를 감안한 선정 출력은 약 6kW다. 평형률을 무시한 10kW나 여유를 반영하지 않은 3kW가 함정 선지가 된다. 평형률 대신 불평형률 α를 주면 P=W×v×α÷(6120×η)를 쓴다.

토크는 출력과 회전수의 비로 구한다. T[kg·m]=974×P[kW]÷N[rpm]이므로 7200W, 800rpm이면 974×7.2÷800≈8.77kg·m다. 여기에 9.8을 곱한 약 86은 N·m 값이므로 단위를 혼동하지 않는다.

제동은 발생 전력을 어디로 보내는지로 갈린다. 회생제동은 전동기를 발전기로 운전해 유도 기전력이 전원 전압보다 커지게 하고, 발생한 전력을 전원 선로로 되돌려 제동한다. 발전제동은 발생 전력을 저항에서 열로 소모시킨다. 진동 원인을 묻는 문제에서는 베어링 불평등이 기계적 원인이고, 철심의 자기적 불평등과 고조파 자계는 전자적 원인이다.