개념 한 쪽
엘리베이터의 속도제어 방식은 장치의 구조와 제어 방식에 따라 적용 속도 범위와 승차감이 달라진다. 교류 1단은 구조가 단순하고 저속 엘리베이터에 쓰이며, 교류 2단은 단계적으로 속도를 바꾸어 적용 속도 범위를 확장한다. 최신 방식인 VVVF는 전압과 주파수를 함께 조절하여 저속부터 고속까지 부드럽게 운전시킨다.
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출제기준 단원 「교류1단 및 교류2단 속도제어방식의 원리」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| VVVF 원리 확인 | 1 | 전압과 주파수 동시 제어의 명칭을 묻는 유형 |
| 교류 1단 적용 범위 판단 | 1 | 구조 단순성과 저속 적용(30m/min 이하)을 연결해 선택하는 유형 |
| M-G 세트 계자 제어 식별 | 1 | 전동발전기 계자 제어로 직류전동기 속도 제어하는 방식 명칭을 묻는 유형 |
교류 1단 속도제어는 상용 전원을 전동기에 직접 공급하여 정격 속도로 운전하고 제동으로 정지시키는 단순한 방식이다. 구조가 간단하고 초기 비용이 적은 장점이 있으나 감속 과정이 매끄럽지 못해 착상오차가 크므로 대체로 분당 30미터 이하의 저속 엘리베이터에 적용한다.
교류 2단 속도제어는 속도를 두 단계로 바꾸어 운전하는 방식으로, 교류 1단보다 더 넓은 속도 범위에 적용할 수 있으나 여전히 단계적 전환에 따른 한계가 존재한다. 이 방식은 장치의 복잡도와 제어 정밀도 측면에서 1단과 VVVF의 중간 위치를 차지한다.
VVVF(전압과 주파수를 함께 변화시키는 제어) 방식은 인버터를 사용하여 전동기에 공급되는 전압과 주파수를 함께 변화시켜 속도를 제어한다. 전압과 주파수를 동시에 조절하면 저속에서 고속까지 연속적이고 부드러운 가속·감속이 가능하여 승차감과 에너지 효율이 우수하다.
교류귀환제어는 차량의 실제 속도와 목표 속도의 차이를 피드백하여 그 오차를 줄이기 위해 사이리스터의 점호각을 조정함으로써 유도전동기의 회전 속도를 제어한다. 이 방식은 피드백을 통한 정밀 제어를 특징으로 하며, 사이리스터 위상 제어 방식과 인버터 방식은 제어 소자의 차이로 구별된다.
워드레오나드 방식은 교류전동기로 직류발전기(M-G 세트)를 구동하여 직류전동기에 전원을 공급하고, 발전기 계자전류를 조절하여 발생전압을 변화시켜 직류전동기의 속도를 제어하는 초기의 방식이다. 이 방식은 직류 전동기 제어 역사에서 MG 방식을 대표하는 예이다.
교류 1단 제어 문제는 '구조 단순성'과 '저속 적용'을 연결하는 유형으로 출제되기 쉽다. 예컨대 제시문에서 최고 속도가 30m/min 이하인 저속 엘리베이터에 적용되는 방식으로 묻는다면 교류 1단을 고르면 맞다.
인버터 제어 관련 문제는 '전압과 주파수의 동시 제어'라는 정의를 확인하는 문제가 대표적이다. 전압과 주파수를 함께 제어한다는 설명이 보이면 VVVF를 선택하는 방식으로 접근한다.
사이리스터 점호각을 조절하는 방식, 즉 차량의 실제 속도와 목표 속도의 차이를 피드백으로 이용한 제어를 물으면 교류귀환제어를 떠올려야 한다. 반대로 M-G 세트의 계자 제어를 묻는 항목은 워드레오나드 방식으로 바로 연결한다.
VVVF(Variavle Voltage Variable Frequency)제어방식 중 인버터제어방식의 특징이 아닌 것은?
정답 ③ · 문제는 VVVF 인버터 제어의 특징 중 틀린 것을 찾는 문제로, 인버터 제어는 전압과 주파수를 함께 제어하여 전동기의 토크와 속도 특성을 최적화한다. 이 방식은 승차감이 좋고 소비전력이 적으며 유지보수가 용이한 편이다.
VVVF 인버터 제어는 전압과 주파수를 동시에 제어해 저전력 고토크를 구현하므로, 고기동전류 기동은 특징이 아니다.
엘리베이터 권상전동기의 제어에서 3상 유도전동기의 입력전압과 주파수를 동시에 제어(인버터 제어)하는 방식은?
정답 ③ · 문제는 전압과 주파수를 동시에 제어하는 방식의 명칭을 묻고 있다. 전압(Voltage)과 주파수(Frequency)를 모두 가변 제어하는 인버터 방식은 VVVF 제어로, 두 요소를 동시에 제어하여 회전수와 토크를 정밀하게 제어한다.
전압과 주파수를 동시에 제어하는 인버터 방식은 VVVF(Voltage Variable Frequency Variable) 제어라고 한다.
엘리베이터 권상용 전동기의 제어에서 4상유도 전동기의 입력 전압과 주파수를 동시에 제어(인버터 제어) 하는 방식은?
정답 ③ · 문제는 4상 유도전동기의 입력 전압과 주파수를 동시에 제어하는 인버터 방식의 명칭을 묻고 있다. 전압과 주파수를 동시에 바꾸어 속도 제어를 하는 방식은 VVVF(Variable Voltage Variable Frequency) 제어 방식으로, 인버터를 사용하여 전압과 주파수를 동시 제어한다.
인버터 제어 방식으로 전압과 주파수를 동시에 제어하는 것은 VVVF 제어방식이다.
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