개념 한 쪽
직류전동기의 속도식 N = k(V−IaRa)/φ가 제어법의 목록을 정한다 — 전압을 바꾸거나, 자속을 바꾸거나, 저항을 넣거나. 문항은 세 제어법의 우열과 남의 전동기 제어법(주파수·2차 여자) 가려내기가 대부분이다.
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출제기준 단원 「속도제어」의 공개 문제 10개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 전압 제어법 우열 | 4 | 광범위 제어·운전효율 최고 방법 고르기(반복 출제형) |
| 레오나드 방식 이해 | 2 | 워드 레오나드 = 전압 제어 판정·정지 방식의 틀린 설명 |
| 제어법 아닌 것 가려내기 | 2 | 주파수 제어·2차 여자법(교류·유도전동기용) 제외 |
| 기기·전동기 짝짓기 | 2 | 직권전동기용 기기(초퍼)와 직병렬 제어 대상(전기철도 직권) |
가장 자주 묻는 것은 전압 제어법 우열입니다.
직류전동기의 속도제어법은 전압 제어법, 계자 제어법, 저압 제어가 아니라 저항 제어법(직렬·병렬)의 세 갈래다. 이 가운데 넓은 속도 범위를 연속적으로 다루면서 저항손실이 없어 운전효율까지 최고인 것은 전압 제어법이다 — 워드 레오나드 방식, 일그너 방식, 사이리스터를 쓴 정지 레오나드 방식이 여기 속한다. 워드 레오나드는 타여자 발전기의 계자전류를 움직여 출력 직류전압을 가변해 전동기에 공급하고, 정지 레오나드는 사이리스터 정류기로 같은 일을 하며 정토크 가변속 용도(제철 압연기·엘리베이터·권상기)에 쓰인다.
직류의 목록에 섞여 나오는 이웃 종목의 제어법을 골라 내는 문항도 있다 — 주파수 제어법은 교류 전동기(유도·동기)의 것이고, 2차 여자법은 권선형 유도전동기 회전자 회로에 슬립주파수 전압을 넣는 방식이라 직류전동기와는 상관없다.
전동기 종류에 딸린 실무 기기도 묻는다. 직류 직권전동기의 속도제어 기기는 초퍼(chopper)다 — 전기자 전압을 단속적으로 끊어 평균 전압을 조절한다(인버터·사이클로컨버터는 교류용, 듀얼 컨버터는 가역용). 직병렬 제어법은 전동기 여러 대를 직렬과 병렬로 바꿔 접속해 각각에 걸리는 전압을 변화시키는 방식으로, 한 차량에 같은 사양 여러 대를 얹는 전기철도 분야에서 두루 쓴다.
학습목표: 계자 저항 조절이나 타여자 발전기를 사용해 전동기 전압을 변화시키는 레오나드법의 원리를 설명할 수 있다.
계자 저항을 가감하여 발전기 전압을 변화기키며 주 여자 전동기로 타여자 전동기를 사용하고
NCS 학습모듈 1901050109 직류전동기 설계 · 2-2. 직류전동기의 분류 및 동작 특성 파악
① 세 제어법 = 전압(워드 레오나드·정지 레오나드·일그너) · 계자 · 저항(직렬·병렬). ② 최고 효율·광범위 = 전압 제어법. ③ 제외 = 주파수 제어(교류용)·2차 여자법(권선형 유도전동기용). ④ 짝짓기 = 직권 + 초퍼 · 전기철도 직권 + 직병렬 제어법.
직류 직권전동기의 속도제어에 사용되는 기기는?
정답 ① · 직류 직권전동기는 계자권선과 전기자권선이 직렬로 연결되어 있어 계자전류=전기자전류이므로 전압제어 방식이 속도제어에 적합하며, 대표적으로 **초퍼(chopper)**를 이용해 전기자 전압을 단속적으로 제어한다. 인버터·사이클로컨버터는 교류전동기용, 듀얼 컨버터는 가역 제어용 정지형 변환기로 직권 직류전동기 속도제어의 주력 기기가 아니다.
직권 전동기는 계자·전기자가 직렬이라 전압제어로 속도를 조절하며 그 표준 기기가 초퍼이다.
직류전동기의 속도제어 방법에서 광범위한 속도제어가 가능하며, 운전효율이 가장 좋은 방법은?
정답 ② · 직류전동기의 속도제어는 계자제어·전압제어·저항제어로 나뉜다. **전압제어**는 전기자에 인가하는 전압을 워드-레오나드 방식이나 정지 레오나드(사이리스터) 방식으로 광범위하게 조정할 수 있고, 저항에 의한 손실이 없어 운전효율이 가장 우수하다.
직류전동기 전압제어는 저항손실 없이 광범위 제어가 가능해 효율이 가장 좋다.
직류전동기의 속도제어법 중 정지 워드레오나드 방식에 관한 설명으로 틀린 것은?
정답 ④ · 정지 워드레오나드 방식은 사이리스터 정류기로 타여자 직류전동기의 전기자 전압을 광범위하게 제어하는 방식으로, 정토크 가변속 용도(제철 압연기, 엘리베이터, 권상기 등)에 적합하다. 그러나 **"직권전동기의 저항제어와 조합"**한다는 설명은 틀렸다.
정지 워드레오나드 방식은 타여자 전동기의 전압제어(정토크 광범위 가변속)이지 직권 저항제어와 무관하다.
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