개념 한 쪽
권상기와 브레이크 성능 규정은 전동기 소요동력 산출에 직접적인 영향을 준다
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출제기준 단원 「전동기 소요동력의 산출」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 화물용 권상능력 판단 | 1 | 차량 탑재형 화물용 권상기의 요구 안전계수를 고르기 |
| 도르래 직경 영향 판단 | 1 | 주도르래 직경 변화가 회전수와 토크에 미치는 영향 가리기 |
| 브레이크 성능 규정 확인 | 1 | 승객용 권상기 브레이크의 하중 조건을 식별하기 |
권상기의 권상능력은 설계 하중과 그에 적용하는 안전계수로 결정된다는 점을 이해해야 한다. 화물용 엘리베이터, 특히 포크 리프트 등 차량이 승강하는 경우는 충격 하중이 크므로 권상기는 적재 하중의 150% 하중을 견디도록 설계해야 한다. 이 규정은 전동기 및 기계부의 선택에 높은 여유를 요구한다.
승객용 엘리베이터에서는 브레이크 성능 규정이 중요한 설계 기준으로 작용한다. 승객용의 브레이크는 정격하중의 125% 상태에서 하강 시에도 안전하게 감속·정지할 수 있어야 한다. 이 요구 성능은 제동장치와 권상기의 정격 동작을 전동기 용량 산정 시 반영해야 한다.
주 도르래(풀리)의 직경 변화는 회전수와 토크에 상반된 영향을 준다. 도르래 직경이 작아지면 같은 선속을 얻기 위해 회전수가 증가하며, 반대로 토크는 반지름이 줄어들어 감소하는 경향이 있다. 이 관계는 전동기의 출력 및 기어·브레이크 요구치 산정에서 고려해야 할 기본 물리 원리이다.
조속기·과속방지장치 등 안전장치의 작동 기준도 소요동력 산출에 영향이 있다. 과속시 전원 차단이나 기계적 브레이크 동작의 시점은 정격속도 기준의 배율로 규정되며, 설계 시 전동기의 제어대응능력과 에너지 소모를 확인해야 한다.
예 1 — 권상능력 반영: 화물용 엘리베이터 설계 시 적재 하중을 기준으로 권상기의 허용 하중을 정해야 한다. 화물용은 적재 하중의 150%를 견딜 수 있도록 권상능력을 정하므로, 전동기 및 권상기 기구는 이 상향된 하중 조건을 기준으로 선정해야 한다. 이 경우 전동기의 정격출력과 기동토크가 화물 충격 하중을 수용할 수 있는지 확인해야 한다.
예 2 — 도르래 직경 영향 이해: 주 도르래 직경을 작게 설계하면 같은 선속을 위해 전동기의 회전수 요구가 증가한다. 토크는 반지름에 비례하여 감소하므로 작은 도르래를 사용하는 경우 전동기는 더 높은 회전수 특성을 갖추거나 기어비 조정으로 토크를 확보해야 한다. 설계자는 도르래 직경과 전동기 회전수·토크 특성의 상호관계를 고려하여 소요동력을 산출한다.
포크 리프트 등을 사용하는 화물용 엘리베이터의 권상기에 대한 권상능력을 설정하는 방법으로 옳은 것은?
정답 ③ · 화물용 엘리베이터, 특히 포크 리프트 등의 차량이 진입하는 경우 충격 하중이 크게 작용합니다. 이에 따라 권상기의 권상 능력은 적재 하중의 150% 하중이 작용해도 안전하게 견딜 수 있도록 설계하여야 합니다.
포크 리프트 등 차량이 승강하는 화물용 엘리베이터는 충격 하중이 크므로, 권상기는 적재 하중의 150%까지 견딜 수 있도록 설계해야 한다.
동기 기어레스 권상기를 설계하려고 한다. 주도르래의 직경을 작게 설계할 경우에 대한 설명으로 틀린 것은?
정답 ④ · 문항은 주도르래의 직경을 작게 설계했을 때의 영향을 묻고 있다. 직경을 줄이면 동일한 선속을 유지하기 위해 회전수가 증가하므로 회전수는 빨라지고 기계 전체의 소형화가 가능하며 로프 지름을 작게 할 여지도 생긴다.
주도르래 직경이 작아지면 회전수는 빨라지지만, 토크는 작아져 제동 토크가 커진다는 설명은 물리적으로 틀렸다.
권상기에 대한 설명으로 옳은 것은?
정답 ③ · 문제는 권상기 관련 설명 중 옳은 것을 묻고 있다. 승객용 엘리베이터의 브레이크는 정격하중의 125% 하중에서 하강 시에도 안전하게 감속·정지할 수 있어야 한다는 안전 기준이 존재하므로 해당 선택지가 맞다.
승객용 엘리베이터 브레이크는 정격하중 125%에서 하강 시 안전하게 감속 정지해야 합니다.
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