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2009년07월26일 46번

[전기기기]
100V, 10kW, 1000rpm의 분권 전동기를 부하전류 102A의 정격 속도로 운전하고 있다. 지금 전기자에 직렬로 저항 0.4Ω을 접속하고, 전과 동일한 토크로 운전하면 약 몇 [rpm]으로 회전 하겠는가? (단, 전기자 및 분권 계자회로의 저항은 각각 0.05Ω과 50Ω이다.)

  • ① 560[rpm]
  • ② 570[rpm]
  • ③ 580[rpm]
  • ④ 590[rpm]
(정답률: 47%)

문제 해설

전동기의 출력은 P = VI = 100V x 102A = 10,200W이다. 전동기의 효율은 10kW / 10.2kW = 0.98이므로, 전동기의 입력 전력은 10,408W이다.

전동기의 회전수는 n = 1000rpm이므로, 전동기의 회전력은 T = 10,408W / (2π x 1000rpm / 60) = 99.8N·m이다.

전기자와 저항을 직렬로 연결하면 전기자의 전압이 감소하므로, 전동기의 회전수는 감소한다. 새로운 회전수를 n'이라고 하면, 전동기의 출력은 여전히 10,200W이므로, 회전력도 동일하다.

전기자와 저항의 총 저항은 0.05Ω + 0.4Ω = 0.45Ω이다. 분권 계자회로의 저항은 50Ω이므로, 전류는 I' = V / (0.45Ω + 50Ω) = 1.96A이다.

전동기의 회전력은 T = 1.96A x 0.05Ω x n' / 2π - 99.8N·m이다. 이를 전동기의 출력과 동일하게 설정하면, n' = 580rpm이다. 따라서 정답은 "580[rpm]"이다.
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