개념 한 쪽
브레이크와 조속기는 승강기의 낙하 사고를 방지하는 핵심 안전장치이다. 조속기의 작동속도 기준, 조속기 로프와 풀리의 치수비, 전동기·기어·도르래를 통한 정격속도 계산법이 주요 점검 항목이다. 이러한 기준과 계산법을 문제로 출제하므로 핵심 수치와 단계별 계산을 숙지한다.
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출제기준 단원 「브레이크의 구비조건」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 저속 구간 조속기 기준 암기 | 1 | 정격속도 45m/min 이하의 조속기 작동속도 기준을 가리기 |
| 카·균형추 과속스위치 계산 | 1 | 정격속도에 115%·127%를 적용해 카용·균형추용 과속스위치 값을 구하기 |
| 전동기·기어·도르래로 정격속도 계산 | 1 | 동기속도·슬립·기어비·도르래 둘레를 이용해 정격속도를 산출하기 |
조속기(과속조절기)는 승강기가 정격속도를 초과하여 낙하할 때 이를 감지하여 비상정지장치를 작동시키는 장치이다. 조속기의 작동 속도는 정격속도에 대한 비율로 규정되며, 속도 구간에 따라 단계적으로 설정된다. 정격속도 45m/min 이하 구간에서는 조속기 과속 스위치가 63m/min 이하에서 작동하도록 규정되어 있다는 사실을 기억한다.
조속기에는 제1단과 제2단 등 단계별 작동 기준이 존재한다. 일반적으로 제1단은 정격속도의 약 115% 근처에서 작동하여 전원 차단과 초기 제동을 수행하고, 제2단 트립은 정격속도의 약 130% 근처에서 더 강한 기계적 제동을 수행한다. 정격속도에 1.15와 1.3을 곱하는 계산 방법을 숙지한다.
카용과 균형추용 조속기 설정값은 서로 다른 비율이 적용된다. 예컨대 카용은 정격속도의 115%를, 균형추용은 정격속도의 127%를 적용하여 과속스위치를 세팅한다는 점을 구분한다. 따라서 정격속도에 각각 1.15와 1.27을 곱해 설정값을 산출한다.
조속기 로프와 풀리의 기계적 설계 기준도 중요하다. 조속기 로프 인장 풀리의 피치 직경과 로프 공칭 지름의 비(D/d)는 30 이상이어야 하며, 이는 로프의 굽힘 피로와 수명 확보를 위한 최소 기준임을 이해한다.
정격속도 산출 문제는 전동기 동기속도에서 슬립을 적용하고, 감속비와 도르래 직경을 통해 선형 속도로 환산하는 순서를 따른다. 주어진 예에서는 동기속도에서 슬립을 반영한 실제 회전수를 감속비로 나눈 후 도르래 둘레를 곱하여 분당 이동 거리를 구하는 방식으로 접근한다.
대표 계산 예 1 — 속도 구간별 작동속도: 정격속도 45m/min 이하의 조속기 과속스위치 작동속도는 규정상 63m/min 이하로 정해진다. 따라서 45m/min 이하 구간에서는 '63m/min 이하'라는 기준값을 기억한다.
대표 계산 예 2 — 전동기·기어·도르래로 정격속도 계산: 주어진 값: 감속비를 49:2로 하고 도르래 직경을 540mm로 설정한 경우, 전동기는 60Hz로 운전되며 극수는 4이고 슬립은 4%라고 한다. 동기속도는 60Hz·(120/극수) = 1800 r/min이다. 슬립 4%를 적용하면 실제 회전수는 1800×(1−0.04)=1728 r/min이 된다. 감속비 49:2를 적용하면 도르래 회전수는 1728×(2/49) ≈ 70.53 r/min이다. 도르래 둘레는 π·0.54m ≈ 1.695m이므로 분당 이동속도는 70.53×1.695 ≈ 119.5 m/min으로 계산된다. 이 값은 보기 중 가장 근접한 정격속도를 선택하는 근거가 된다.
정격속도 45m/min 이하에 사용되는 조속기의 과속 스위치 작동 속도는?
정답 ③ · 문제는 정격속도 45m/min 이하 조속기의 과속 스위치 작동 속도를 묻고 있다. 규정상 해당 구간의 과속 작동 속도는 정격속도의 115% 이내로 설정되며 45×1.15=51.75가 아닌 실무 기준으로 63m/min 이하에서 작동하도록 규정된 구간에 해당한다.
정격속도 45m/min 이하 조속기는 과속 115%인 63m/min 이하에서 작동해야 한다.
정격속도 150m/min 의 조속기의 과속스위치를 세팅하고자 한다. 다음 중 카용과 균형추용 조속기의 과속스위치 세팅값이 바르게 조정된 것은?
정답 ① · 문제는 정격속도 150 m/min일 때 카용과 균형추용 조속기 과속스위치 설정값을 묻고 있다. 과속스위치 설정 기준은 정격속도의 일정 백분율을 적용하는 것으로, 카용은 115%, 균형추용은 127%를 사용한다.
과속스위치 정격속도 115%는 카용 172.5m/min, 127%는 균형추용 190.5m/min이다.
기어감속비 49:2, 도르래지름 540mm, 전동기입력 주파수 60Hz, 극수 4, 전동기의 회전수 슬립이 4%일 때 엘리베이터의 정격속도는 얼마인가?
정답 ③ · 문제는 전동기 특성(주파수·극수·슬립)과 기어감속비, 도르래 지름을 이용해 선형 속도를 계산하는 문제이다. 동기속도는 120×(주파수/극수)=120×(60/2)=1800 rpm이며 여기에 슬립 4%를 적용하면 유효 회전수는 1800×(1-0.04)=1728 rpm이다.
전동기 동기속도에서 슬립을 제외하고 기어비와 도르래 둘레를 고려해 정격속도를 계산한다.
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