권선형 유도전동기의 2차 저항 기동
1 출제 포인트 — 이렇게 나옵니다
출제 회차 2010년 3차 · 2012년 3차 · 2014년 1차 · 2016년 3차 · 2018년 1차 · 2021년 1차
2 쉬운 설명
2차 저항 기동은 권선형 유도전동기를 기동할 때 슬립링으로 2차(회전자) 회로에 외부 저항을 연결해 기동전류를 줄이고 기동토크를 키우는 방법이다.
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이 방법은 권선형 유도전동기만 쓸 수 있다. 권선형은 회전자에 코일이 감겨 있고 그 끝이 슬립링을 통해 밖으로 나와 있어서, 밖에서 저항기를 붙였다 뗄 수 있다. 농형 유도전동기는 회전자가 막대 모양 도체를 양쪽 끝에서 이은 구조라 밖에서 저항을 연결할 수 없다. 그래서 2차 저항을 바꾸는 방법은 권선형만 쓰고, 농형은 전압을 낮추어 기동하는 방법 등을 쓴다.
2차 회로에 저항을 넣으면 기동전류는 줄고 기동토크는 커진다. 2차 회로의 전류가 줄면서 1차 전류도 함께 줄어든다. 토크가 커지는 까닭은 비례추이이다. 비례추이는 2차 저항이 변하면 토크 곡선이 슬립 축에서 옮겨 가는 성질로, 2차 저항을 키우면 토크가 최대가 되는 슬립이 커져 곡선이 느린 속도 쪽으로 이동한다. 정지 상태는 슬립이 1 이어서, 최대 토크가 나오는 슬립이 커지면 기동 때가 최대 토크 쪽으로 가까워져 기동토크가 커진다.
저항은 기동 때만 크게 쓴다. 속도가 오르면 외부 저항을 점점 줄이고, 마지막에는 슬립링을 단락해 0 으로 만들어 정상 운전에 들어간다. 운전 중에도 저항이 크면 전동기 특성이 나빠지므로, 기동이 끝나면 저항을 줄여 없앤다. 큰 기동토크가 필요한 곳에는 권선형을 쓴다.
같은 외부 저항으로 속도를 조절하는 방법이 저항 제어법이다. 외부 저항을 크게 하면 같은 부하에서 슬립이 커져 속도가 내려간다. 다만 단점이 있다. 저항에서 열로 사라지는 전력이 늘어 효율이 낮고, 큰 전류를 견디는 제어용 저항기는 값이 비싸며, 부하가 적을 때는 넓은 범위의 속도 조정이 어렵다. 또 부하가 바뀌면 속도가 많이 변하므로 속도 변동이 크다.
3 이 개념이 나온 기출문제
해설·법령 근거까지 가입 없이 보실 수 있습니다. 최신 5개년 문항은 여기 나오지 않습니다.
4 체크리스트 + 암기팁
- 권선형 유도전동기의 기동법은 2차 저항 기동법이다(2012-08-26 시행 56번). 분상 기동법은 단상 유도전동기에서 저항이 큰 보조권선을 함께 써서 돌리는 방법, 콘덴서 기동법은 단상 유도전동기의 보조권선에 콘덴서를 직렬로 넣는 방법, 반발 기동법은 단상 유도전동기를 반발 전동기로 기동시키는 방법이다. 셋 다 권선형 유도전동기의 기동법이 아니다.
- 2016-08-21 시행 43번(권선형 기동 시 2차측에 저항을 넣는 이유)의 정답은 「기동전류 감소와 기동 토크 증대」이다. 회전수 감소는 기동 때 저항을 넣는 목적이 아니고, 기동전류는 증대가 아니라 감소하며, 기동토크는 감소가 아니라 증대한다.
- 2021-03-07 시행 47번(3상 권선형 기동 시 2차측에 외부 가변저항을 넣는 이유)의 정답도 「기동전류 감소와 기동토크 증가」이다. 회전수 감소는 목적이 아니고, 기동전류 증가는 반대이며, 기동토크 증가만 말한 보기는 기동전류 감소가 빠져 있어 둘을 함께 말한 보기가 더 완전한 설명이다.
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- 2014-03-02 시행 47번(권선형의 기동법 설명 중 틀린 것): 기동 때 2차 저항을 크게 하면 큰 토크를 얻고 기동전류를 억제한다는 설명, 2차 권선 저항을 크게 하면 운전 상태의 특성이 나빠진다는 설명은 맞다. 「속도 상승에 따라 외부저항이 증가한다」가 틀렸다. 속도가 오르면 외부 저항을 줄여 나간다.
- 저항 제어법의 단점 중 틀린 것을 고르는 문항(2010-07-25 시행 48번, 2018-03-04 시행 53번)은 발문과 보기가 거의 같고 정답도 같다. 효율이 낮다 · 제어용 저항기가 비싸다 · 부하가 적을 때는 광범위한 속도 조정이 곤란하다는 설명은 단점을 옳게 말한 것이고, 「부하에 대한 속도 변동(률)이 작다」가 틀린 설명이다.