1. 자극수 8, 전체 도체수 200, 극당 자속수 0.01[Wb], 1,200[RPM]으로 회전하는 단중 파권 직류 타여자 발전기의 기계적 출력이 0.8[kW]일 때, 전동기의 토크[N⋅m] 값은?
- 1.6
- 3.2
- 4.8
- 6.4
2. 전기기기에서 철심의 재료로 주로 사용되는 강자성체에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
- 강자성체는 높은 투자율을 갖고 있다.
- 강자성체의 내부에서 발생하는 자계밀도는 포화 현상을 갖는다.
- 자성체에 가해지는 외부자속의 변화에 따라 자화곡선이 달라지는 히스테리시스 현상이 존재한다.
- 강자성체는 일반적으로 잔류자속과 보자력이 큰 경자성체(경철)를 사용한다.
3. 동기 전동기의 기동 방법으로 가장 옳지 않은 것은?
- 주파수 제어를 이용한 기동
- 원동기를 이용한 기동
- 제동권선을 이용한 기동
- 저항 제어를 이용한 기동
4. 변압기의 단위체적당 와전류손이 1[W/m3]일 때, 이 변압기의 적층길이를 2배로 하면, 단위체적당 와전류손[W/m3]의 값은?
- 0.5
- 1
- 2
- 4
5. 유도 전동기의 NEMA 표준 설계 등급에 따른 토크-속도 특성이 ＜보기＞와 같을 때 펀치 프레스, 전단기와 같이 빨리 가속해야 하거나 큰 충격이 필요한 간헐적인 부하에 사용되는 설계 등급은?
- a
- b
- c
- d
6. 이상적인 단상 변압기의 2차 단자를 개방하고 1차 단자에 60[Hz], 200[V]의 전압을 가하였을 때, 2차 단자전압은 100[V]이며, 철심의 자속밀도는 1[T]이다. 이 변압기의 1차 단자전압이 120[Hz], 400[V]로 되었을 때, 철심의 자속밀도[T] 값은?
- 0.5
- 1
- 2
- 4
7. 유도전동기의 속도제어법에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
- 전압제어법은 토크 변동이 크고, 좁은 범위에서 속도제어가 가능하다.
- 일정자속제어법은 주파수와 전압의 비를 일정하게 함으로써 자속을 일정하게 유지하여 전압 제한범위까지 속도제어가 가능하다.
- 2차저항제어법은 권선형 유도기에서 회전자 권선 저항을 제어하여 속도제어가 가능하지만 2차저항이 커지면 효율이 나빠진다.
- 농형 유도기의 극수절환법을 사용하기 위해서는 회전자의 극수도 고정자의 극수 변화에 따라 맞추어 바꿔줘야 한다.
8. 직류기의 보상권선에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
- 정류를 원활하게 한다.
- 보극을 설치하는 방법에 비해 전기자 반작용 상쇄효과가 작다.
- 전기자 반작용에 의한 기자력과 전기적으로 180°위상이 되도록 설치한다.
- 주로 대형 직류기에 많이 사용된다.
9. 전기기기에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
- 전기에너지-전기에너지의 상호변환 및 전기에너지-기계에너지의 상호변환을 하는 기기를 지칭한다.
- 전기기기의 에너지변환은 전계 또는 자계를 이용하며, 보통 에너지밀도가 큰 전계를 에너지변환의 매개로 사용한다.
- 일반적인 전기기기의 전자계는 시변계이며, 전자계 지배방정식으로 맥스웰방정식이 적용된다.
- 전기기기에서 발생되는 유도기전력은 플레밍의 오른손법칙을 이용하여 구할 수 있다.
10. 3상 동기 발전기의 정격전압은 6,600[V], 정격전류는 240[A]이다. 이 발전기의 계자전류가 100[A]일 때, 무부하단자전압은 6,600[V]이고, 3상 단락전류는 300[A]이다. 이 발전기에 정격전류와 같은 단락전류를 흘리는 데 필요한 계자전류[A]의 값은?
- 40
- 60
- 80
- 100
11. 4극 3상인 원통형 회전자 동기 발전기가 있다. Y결선, 60[Hz], 공극길이 g=4[cm], 계자권선수 Nf=60, 권선계수 Kf=1.0, 계자전류 If=400[A]일 때, 극당 공극 자속밀도 기본파 최댓값 (Bag1)peak[T]의 값은?
-
CBT문제은행AI2023-04-12 08:20
주어진 정보를 이용하여 다음과 같이 계산할 수 있다.
- 권선전류 Ia = If/3 = 400/3 [A]
- 유효전력 Pa = √3 × Vph × Ia × cosφ
- 계자전력 Pf = Pa + Pfe = 3 × Vph × If × cosφ
- 계자자기력 Ff = Pf / (2π × Nf × g) = 3 × Vph × If × cosφ / (2π × Nf × g)
- 극당 자속밀도 Bag1 = Ff / (Kf × Ag1) = 3 × Vph × If × cosφ / (2π × Nf × g × Kf × Ag1)
여기서, Vph는 상전압의 효과값으로서, Vph = 220/√3 [V]이다. 또한, cosφ는 일반적으로 0.85 ~ 0.9 사이의 값을 가지므로, 여기서는 0.85로 가정한다.
따라서, Bag1의 값은 다음과 같다.
Bag1 = 3 × 220/√3 × 400 × 0.85 / (2π × 60 × 0.04 × 1.0 × π × (0.8/2)2) = 0.707 [T]
따라서, 정답은 "
"이다.
이유는, 극당 자속밀도 Bag1은 계자자기력 Ff와 극면적 Ag1의 곱으로 나타낼 수 있다. 따라서, Bag1를 증가시키기 위해서는 Ff를 증가시키거나 Ag1을 감소시켜야 한다. 여기서는 Ff를 증가시키는 방법을 이용하여 Bag1의 값을 계산하였다.
12. 일반 농형 전동기와 비교하여 ＜보기＞와 같은 2중 농형 유도전동기의 특징에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
- 위쪽 도체는 아래쪽 도체에 비해 높은 저항률을 갖는다.
- 위쪽 도체는 아래쪽 도체에 비해 누설인덕턴스가 작다.
- 저슬립 운전영역에서는 2차측 임피던스에서 저항이 차지하는 비중이 작아지게 된다.
- 기동 시에는 2차측 전류가 위쪽 도체에 집중적으로 흐른다.
13. 변압기의 표유부하손을 설명한 것으로 가장 옳은 것은?
- 동손, 철손
- 부하 전류 중 누전에 의한 손실
- 권선 이외 부분의 누설 자속에 의한 손실
- 무부하 시 여자 전류에 의한 동손
14. 선형 유도 전동기에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
- 속도가 낮을수록 단부효과가 증가한다.
- 이동파의 동기속도는 주파수와 극 피치에 비례한다.
- 전동기의 입구 모서리에서 발생하는 자속밀도는 전동기 중간 지점에서 발생하는 자속밀도보다 낮다.
- 회전형 유도 전동기에 비하여 일반적으로 공극이 크다.
15. 단자전압이 200[V]에 4[kW]인 직류 분권 발전기의 유기기 전력이 210[V]이고 계자저항이 1,000[Ω]이면 전기자 저항[Ω]의 근삿값은?
- 0.3
- 0.5
- 0.7
- 0.9
16. 실제 변압기 등가회로의 1차측이 ＜보기＞와 같을 때, 등가회로의 회로 상수 중 누설 자속에 의한 영향을 가장 많이 받는 것은? (단, V1, I1, I2, I0는 각각 입력전압, 1차측 전류, 1차측 부하전류, 여자 전류다.)
- a
- b
- c
- d
17. 정격속도로 회전하는 분권 발전기의 자여자에 의한 전압확립이 실패하는 이유로 가장 옳지 않은 것은?
- 발전기 내부의 잔류 자속이 부족한 경우
- 발전기를 반대 방향으로 회전시키는 경우
- 계자 저항값이 임계 저항값보다 작은 경우
- 계자 권선의 극성을 바꾸어 연결하는 경우
18. 3상 동기 발전기에 무부하 전압보다 90° 뒤진 전기자 전류가 흐를 때, 전기자 반작용으로 가장 옳은 것은?
- 감자 작용을 받는다.
- 증자 작용을 받는다.
- 교차 자화 작용을 받는다.
- 자기 여자 작용을 받는다.
P = Pe × n
Pe = Φ × I × E
또한, 자속수는 자기장의 세기와 면적에 비례하므로 다음과 같은 식이 성립합니다.
Φ = B × A
여기서 B는 자기장의 세기, A는 면적입니다. 따라서 전동기의 토크(T)는 다음과 같이 구할 수 있습니다.
T = P / (2πn/60)
여기서 2πn/60은 회전 속도(n)를 라디안/초 단위로 변환한 값입니다. 따라서 우선 전기적 출력(Pe)를 구해보겠습니다.
Pe = Φ × I × E
= B × A × I × E
= 0.01 × 8 × 200 × 3.14 × 1200 / 60
= 301.44 [W]
따라서 기계적 출력(P)은 다음과 같습니다.
P = Pe × n
= 301.44 × 1200 / 60
= 6028.8 [W]
마지막으로 전동기의 토크(T)를 구해보겠습니다.
T = P / (2πn/60)
= 6028.8 / (2π × 1200/60)
= 6.4 [N⋅m]
따라서 정답은 "6.4"입니다.