반발기동형은 기동토크의 정상이다 — 단상 유도전동기는 기동 장치가 만드는 위상차가 클수록 큰 토크로 시동하는데, 반발기동형은 정류자와 브러시를 이용해 전부하의 400~500%에 이르는 가장 큰 기동토크를 낸다. 큰 것부터의 순서는 '반발기동>반발유도>콘덴서기동>분상기동>모노사이클릭'이고 세 종 비교로 좁히면 '반발>콘덴서>분상(반콘분)'이다 — 모노사이클릭이 최소라는 것부터 확정하면 배열 문제가 쉽게 풀린다.
브러시를 움직이는 기종은 이름으로 구분한다 — 반발 전동기는 계자와 전기자가 변압기처럼 결합되고 전기자가 브러시로 단락된 구조라, 브러시 위치를 옮기면 단락전류와 토크가 변해 속도를 조절한다. 3상 분권 정류자전동기인 시라게 전동기는 브러시의 위치와 간격을 이동해 2차 회로에 삽입되는 유도 전압의 크기·위상을 바꿔 넓은 속도 제어와 역률 개선까지 한다 — '브러시 이동=속도 제어' 키워드는 이 둘로 좁혀진다.
교류 정류자기의 공통 특성도 함께 묻는다 — 교류 정류자 전동기는 브러시 부근 코일에 변압기 기전력에 의한 리액턴스 전압이 생겨 불꽃이 일기 쉬워 정류가 직류기보다 어렵고 복잡하다(구조가 복잡해 고장이 잦고, 기동토크가 커 기동장치가 필요 없으며 역률이 높고 연속 속도 제어가 가능한 것은 옳은 특성). 소형 공구·가전에 널리 쓰이는 것은 교직류 겸용인 단상 직권 정류자 전동기(만능전동기)다.
제어용 소형 전동기가 세트를 닫는다 — 스테핑 모터는 입력 펄스 수에 비례해 정해진 각도씩 돌아 각도 오차가 누적되지 않고 오픈 루프로 위치를 정밀 제어할 수 있어 NC 공작기계·프린터·로봇 같은 자동화 설비의 위치 결정 기구에 쓰인다('오차가 누적된다'는 장점 아님 보기가 단골). 2상 서보모터는 2차 저항을 크게 만들어 최대 토크가 나오는 슬립이 s=1 쪽으로 이동해 0.2<s<0.8 구간에서 최대 토크를 낸다 — 정지 근처에서도 토크가 커 구동이 쉽다.
예제
① 기동토크 서열 — 반발기동>반발유도>콘덴서기동>분상기동>모노사이클릭. ② 스텝모터 — 펄스 수=회전각, 오차 누적 없음.
대표 기출 3문항
교류 전동기에서 브러시 이동으로 속도 변화가 용이한 전동기는?
동기 전동기
시라게 전동기
3상 농형 유도 전동기
2중 농형 유도 전동기
정답과 해설 보기
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.
브러시를 이동하여 회전속도를 제어하는 전동기는?
반발 전동기
단상 직권 전동기
직류 직권 전동기
반발 기동형 단상 유도 전동기
정답과 해설 보기
정답 ① · 브러시의 위치를 이동시켜 회전자계와 전기자 권선의 상대적 위치를 바꿈으로써 속도를 제어하는 전동기는 반발전동기(Repulsion Motor)이다. 반발전동기는 변압기 원리로 2차측(전기자)에 브러시를 통해 단락 전류를 흘리고, 브러시 이동각에 따라 토크와 속도가 변화하는 구조를 가진다.
브러시 위치를 이동시켜 토크와 회전속도를 제어하는 전동기는 반발 전동기이다.
단상 유도 전동기를 기동 토크가 큰 것부터 낮은 순서로 배열한 것은?
모노사이클릭형→반발 유도형→반발 기동형→ 콘덴서 기동형→분상 기동형
반발 기동형→반발 유도형→모노사이클릭형→ 콘덴서 기동형→분상 기동형
반발 기동형→반발 유도형→콘덴서 기동형→분상 기동형→모노사이클릭형
반발 기동형→분상 기동형→콘덴서 기동형→ 반발 유도형→모노사이클릭형
정답과 해설 보기
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.