직류기의 구조가 아닌 것은?
- 계자 권선
- 전기자 권선
- 내철형 철심
- 전기자 철심
정답과 해설 보기
정답 ③ · 직류기의 주요 구조는 계자(계자권선·자극), 전기자(전기자권선·전기자철심), 정류자, 브러시입니다. "내철형/외철형 철심"은 변압기 철심의 구조 분류 용어이지 직류기의 구성요소가 아니다.
내철형·외철형 철심은 변압기 철심 구조 분류 용어이므로 직류기의 구조가 아니다.
개념 한 쪽
구조 문항은 기기별 부품 목록과 형식 판정이 반반 — 직류기에서 변압기 용어(내철형 철심)를 골라 내고, 동기발전기의 회전계자형 채택 이유와 교류 단상 직권전동기의 약계자 강전기자 설계를 묻는다.
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출제기준 단원 「구조」의 공개 문제 8개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 직류기 부품 판정 | 2 | 직류기(발전기) 구조가 아닌 것(내철형 철심) 고르기 |
| 회전계자형·동기기 구조 | 3 | 채택 이유의 오답(파형 개선)·회전계자형 발전기·동기전동기와 같은 구조(동기발전기) |
| 단상 직권 설계 | 1 | 역률·정류 개선 설계(약계자 강전기자형) 판정 |
| 특수기·변환기 구조 | 2 | 초동기전동기(2중 베어링)와 주파수변환기의 틀린 설명 |
가장 자주 묻는 것은 회전계자형·동기기 구조입니다.
직류기의 구성은 계자 권선, 전기자 권선, 전기자 철심, 정류자, 브러시다 — "내철형(외철형) 철심"은 변압기 철심의 배치 분류 용어일 뿐 직류기(직류발전기 포함)의 부품이 아니므로 "구조가 아닌 것"의 답이 된다.
동기발전기는 회전계자형이 표준이다 — 계자가 저전압·소용량 직류이라 회전시켜도 구조가 간단하고, 대전류가 흐르는 전기자를 고정자에 두면 고전압·대전류 인출과 절연이 쉬우며, 계자극 쪽이 기계적으로 튼튼하기 때문이다. "기전력의 파형을 개선한다"는 채택 이유가 아니다 — 파형 개선은 분포권·단절권 같은 권선법의 몫이다. 동기전동기는 이 동기발전기와 거의 같은 구조(회전자에 계자, 고정자에 전기자)라 가역으로 쓸 수 있다. 초동기전동기는 여기에 2중 베어링을 넣어 전기자 부분도 회전할 수 있게 해 중부하에서도 기동을 가능하게 만든 특수형이다.
교류 단상 직권전동기(정류자전동기)는 역률 저하와 정류 불량이 과제라 — 리액턴스 강하를 줄이는 약계자 강전기자형으로 설계한다. 계자를 약하게 하면 전기자 반작용은 상대적으로 커지지만, 역률·정류 개선의 이득이 더 크다. 자로를 성층철심으로 만드는 것은 와전류 대책이지 역률 개선이 아니다.
정류자형 주파수 변환기는 회전변류기와 비슷하다 — 회전자에 정류자와 3개의 슬립링이 있고, 소용량은 고정자 없이 회전자만으로 가장 간단하며, 자기저항을 줄이려 권선 없는 성층철심 고정자를 두는 것도 있다. 다만 용량이 큰 기기에서 회전자에 보상권선·보극권선을 설치해 정류를 개선한다는 설명은 이 기기의 구조가 아니다.
학습목표: 직류전동기의 고정자·회전자 구성과 주요 부품을 설명할 수 있다.
직류전동기는 크게 철심, 권선, 정류자 등으로 구성된다.
NCS 학습모듈 1901050109 직류전동기 설계 · 1-1. 직류전동기의 기본 구조와 최적 설계
정리 — 직류기: 계자·전기자 권선·전기자 철심·정류자·브러시(내철형 ✗) / 동기발전기: 회전계자형(전기자 고정 = 절연·인출 유리) / 단상 직권: 약계자 강전기자 / 주파수 변환기: 회전자 = 정류자 + 슬립링 3개.
직류기의 구조가 아닌 것은?
정답 ③ · 직류기의 주요 구조는 계자(계자권선·자극), 전기자(전기자권선·전기자철심), 정류자, 브러시입니다. "내철형/외철형 철심"은 변압기 철심의 구조 분류 용어이지 직류기의 구성요소가 아니다.
내철형·외철형 철심은 변압기 철심 구조 분류 용어이므로 직류기의 구조가 아니다.
동기발전기에 회전계자형을 사용하는 이유로 틀린 것은?
정답 ① · 회전계자형을 쓰는 이유는 ②전기자보다 계자가 저전압·소용량 직류라 구조가 간단, ③전기자를 고정자로 하면 고전압·대전류 인출과 절연이 쉬움, ④계자극(회전자)이 전기자보다 기계적으로 튼튼하기 때문이다. 반면 "기전력 파형 개선"은 회전계자형 채택과 무관하며, 이는 분포권·단절권 등 권선법으로 얻어지는 효과이다.
회전계자형 이유는 계자(저압 소용량) 회전·전기자(고압 대전류) 고정이지 파형 개선이 아니다.
교류 단상 직권전동기의 구조를 설명한 것 중 옳은 것은?
정답 ① · 교류 단상 직권전동기는 역률 저하와 정류 불량이 큰 문제인데, 이를 개선하기 위해 계자 자속을 약하게(약계자), 전기자 기자력을 강하게(강전기자) 설계한다. 계자를 약하게 하면 전기자 반작용이 상대적으로 커지는 단점이 있으나, 리액턴스 강하를 줄여 역률과 정류를 개선하는 효과가 더 크다.
교류 단상 직권전동기는 역률·정류 개선을 위해 약계자 강전기자형으로 설계한다.
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