개념 한 쪽
콘덴서기동형 세트는 기동토크 순위, 브러시 이동 속도 제어, 초동기전동기와 만능전동기·3상 직권 정류자기의 구조를 묻는다.
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출제기준 단원 「콘덴서기동형 등」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 기동 방식 토크 비교 배열 | 1 | 기동토크가 큰 순서를 고른다 |
| 속도 제어 브러시 조작 기종 | 1 | 브러시 이동으로 속도 변화가 쉬운 기종을 고른다 |
| 전기자 회전 기동 구조 | 1 | 2중 베어링으로 중부하 기동하는 전동기를 고른다 |
콘덴서기동형은 콘덴서로 위상차를 벌린다 — 단상 전원만으로 회전 자계가 생기지 않으므로 보조권선에 콘덴서를 넣어 주권선 전류와의 위상차를 거의 90°까지 만들어 시동한다. 기동토크 서열에서는 반발기동 다음, 반발유도와 함께 '반기>반유>콘>분상>모노'의 가운데에 들고, 분상기동형(저항으로 작은 위상차)보다 크고 모노사이클릭형보다 크다. 정역 운전은 기동권선 결선을 바꿔 가능하다 — 세이딩 코일형만 방향이 코일 위치로 고정되어 있어 정역이 안 된다.
브러시를 지닌 교류 정류자기의 제어 방식도 세트의 축이다 — 시라게 전동기는 브러시의 위치와 간격을 이동해 2차 회로에 삽입되는 유도 전압의 크기·위상을 조절해 속도와 역률을 넓게 제어한다. 브러시 위치를 바꿔 회전 방향을 바꿀 수 있는 기계는 교류 정류자기(반발 전동기·3상 직권 정류자 전동기·시라게 전동기)뿐이고, 정류자형 주파수 변환기는 외부 원동기로 회전자를 돌려 주파수를 바꾸는 장치라 여기서 빠진다.
만능전동기와 3상 직권의 구조가 이어진다 — 75W급 이하 소형 공구·영사기·치과의료용에 쓰이는 만능전동기는 교직류 겸용인 단상 직권 정류자 전동기다(교류에서 토크 방향이 유지되려면 계자·전기자 전류가 함께 바뀌어야 하므로 직렬 접속인 직권만 가능). 3상 직권 정류자 전동기는 고정자에 3상 분포권선, 회전자는 직류기형 전기자, 브러시를 전기각 2π/3 간격으로 두고, 중간변압기는 고정자 권선과 병렬이 아닌 직렬로 설치한다.
동기전동기 변형과 제어 기계가 세트를 닫는다 — 중부하에서도 기동하도록 전기자(고정자 쪽)도 2중 베어링으로 지지해 반대 방향으로 돌게 한 것이 초동기전동기다(양쪽이 서로 반대로 돌면 상대 속도가 빨라져 동기 속도에 닿기 쉽다). 반발 전동기는 돌극의 리액턴스 토크만으로 돌며 기동토크가 특히 크고, 작은 회전력을 전기적으로 전송하는 자동 동기화 기계로는 자기동기장치·동기연계장치·자동동기장치가 실존하는 이름이다.
① 기동토크 서열 — 콘덴서기동은 분상보다 크고 반발계열보다 작다. ② 만능전동기 — 교직류 겸용 직권, 75W급 이하 소형기기.
교류 전동기에서 브러시 이동으로 속도 변화가 용이한 전동기는?
정답 ② · 시라게(Schrage) 전동기는 3상 권선형 유도전동기의 일종으로, 브러시의 이동(위치 조정)을 통해 2차 여자전압의 위상과 크기를 조절하여 넓은 범위의 속도제어와 역률 개선이 가능한 교류 정류자 전동기입니다. 동기전동기, 농형 유도전동기(3상·2중 모두)는 브러시가 없거나 브러시 이동으로 속도제어를 하지 않습니다.
시라게 전동기는 브러시 위치·간격 이동으로 2차 전압을 조절해 속도 제어가 가능하다.
단상 유도 전동기를 기동 토크가 큰 것부터 낮은 순서로 배열한 것은?
정답 ③ · 단상 유도전동기의 기동토크는 일반적으로 반발 기동형이 가장 크고, 그 다음이 반발 유도형, 콘덴서 기동형, 분상 기동형 순이며 모노사이클릭형이 가장 작다. 따라서 큰 것부터 나열하면 '반발 기동형→반발 유도형→콘덴서 기동형→분상 기동형→모노사이클릭형'이 된다.
기동토크 순서는 반발기동 > 반발유도 > 콘덴서기동 > 분상기동 > 모노사이클릭형이다.
중부하에서도 기동되도록 하고 회전계자형의 동기 전동기에 고정자인 전기자 부분이 회전자의 주위를 회전할 수 있도록 2중 베어링의 구조를 가지고 있는 전동기는?
정답 ③ · 초동기전동기(hetero-synchronous motor)는 회전계자형 동기전동기에서 고정자(전기자) 부분도 이중 베어링 구조로 회전 가능하게 하여, 기동 시 전기자를 반대방향으로 회전시켜 상대속도를 동기속도로 만들어 중부하 기동을 가능케 한 특수 동기전동기이다. **오답소거**: 유도자형은 계자와 전기자 모두 고정, 유도동기전동기는 기동권선을 이용한 일반적 자기동형, 반작용전동기는 돌극 리액턴스 토크 이용.
전기자가 2중 베어링 구조로 회전해 중부하 기동이 가능한 것이 초동기전동기다.
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