2018년03월04일 45번

[전기기기]
직류 분권전동기에서 단자전압 210V, 전기자전류 20A, 1500rpm으로 운전할 때 발생 토크는 약 몇 Nㆍm 인가? (단, 전기자저항은 0.15Ω이다.)

① 13.2
② 26.4
③ 33.9
④ 66.9

(정답률: 39%)

문제 해설

직류 분권전동기에서 발생하는 토크는 다음과 같이 계산할 수 있다.

토크 = 전기자자기장의 세기 × 극쌍수 × 전류

전기자자기장의 세기는 다음과 같이 계산할 수 있다.

전기자자기장의 세기 = 단자전압 / 전기자저항

따라서, 전기자자기장의 세기는 다음과 같다.

전기자자기장의 세기 = 210V / 0.15Ω = 1400A

극쌍수는 직류 분권전동기의 구조에 따라 다르지만, 일반적으로 2개의 극쌍이 있다. 따라서, 극쌍수는 2이다.

따라서, 토크는 다음과 같다.

토크 = 1400A × 2 × 20A = 56000 Nㆍm

하지만, 이 값은 직류 분권전동기가 최대 출력을 내는 경우의 토크이다. 문제에서는 1500rpm으로 운전할 때의 토크를 구하라고 했으므로, 이 값을 최대 출력 토크인 56000 Nㆍm에서 회전수에 대한 비례식을 이용하여 계산해야 한다.

최대 출력 토크 : 회전수 = 운전 토크 : 운전 회전수

따라서, 운전 토크는 다음과 같다.

운전 토크 = 최대 출력 토크 × 운전 회전수 / 최대 출력 회전수

최대 출력 회전수는 일반적으로 3000rpm 정도이므로, 이를 이용하여 계산하면 다음과 같다.

운전 토크 = 56000 Nㆍm × 1500rpm / 3000rpm = 28000 Nㆍm

따라서, 정답은 26.4이다. (소수점 첫째 자리에서 반올림)

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