2009년03월01일 60번

[전기기기]
4극 60 [Hz]의 3상 동기 발전기가 있다. 회전자 주변속도를 200[m/s] 이하로 하려면 회전자의 지름을 약 몇 [m]로 하여야 하는가?

① 2.1
② 2.6
③ 3.1
④ 3.5

(정답률: 44%)

문제 해설

회전자 주파수는 4극 60Hz이므로, 회전자의 회전속도는 1800rpm이다. 이를 라디안/초로 변환하면 188.5[rad/s]가 된다.

회전자 주변속도는 회전자 지름과 회전속도에 비례하므로, 다음과 같이 계산할 수 있다.

주변속도 = 지름 × 회전속도 × π

200[m/s] 이하로 유지하려면, 지름은 다음과 같이 계산할 수 있다.

지름 = 200 / (188.5 × π) ≈ 1.06[m]

하지만, 회전자는 3상 동기 발전기이므로, 회전자 주변에는 자기장이 생성되어 회전자와 스테이터 사이에 일정한 간격이 필요하다. 이 간격은 일반적으로 회전자 지름의 10% 정도이므로, 최종적으로 회전자 지름은 다음과 같이 계산할 수 있다.

지름 = 1.06 / (1 - 0.1) ≈ 1.18[m]

따라서, 정답은 "2.1"이 아닌 "1.18"이다.

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