2018년 5급 공채 기술 2차 전기기기
문제 5개 · 100점. 참고 답안·채점 기준은 앱에서 볼 수 있습니다.
제1문 (20점)
중권(Lap Winding)의 4극 전기자를 갖는 타여자 직류발전기가 1500rpm에서 운전하고 전기자 저항과 브러시 전압강하가 각각 0.05Ω, 2.5V일 때, 다음 물음에 답하시오. (총 20점)
- (1) 저항 부하에 공급되는 전압과 전류가 각각 200V, 50A일 때, 발전기 속도를 1200rpm으로 줄였을 경우 부하에 흐르는 전류의 크기를 구하시오. (10점)
- (2) 1200rpm에서 발전기가 운전하고 극(pole)당 자속이 20×10-3Wb일 때, 발전기에 요구되는 토크[Nm]를 구하시오. (단, 전기자는 396개 도체로 구성된다) (10점)
제2문 (25점)
유도기를 인버터로 구동하고 전동 영역(Motoring Region)에서 사용하여 가변속 구동할 경우, 3가지 속도 영역으로 나눌 수 있다. 다음 물음에 답하시오. (총 25점)
- (1) 3가지 속도 영역으로 나누어 유도 전동기의 토크 특성에 대해 각각 설명하고, 첫 번째와 두 번째 구간을 나누는 속도가 의미하는 바를 설명하시오. (15점)
- (2) 3가지 속도 영역에서 유도 전동기의 전압, 자속, 출력, 전류 및 슬립각주파수가 어떻게 변화되는지를 설명하시오. (10점)
제3문 (15점)
유니버셜 전동기에 대하여 다음 물음에 답하시오. (총 15점)
- (1) 교류 전원이 인가되었을 때 토크 발생 원리를 설명하시오. (9점)
- (2) 직류 및 교류 전원이 인가되었을 때 속도－토크 특성을 구하고, 인가 전압에 따른 특성 변화와 이유를 설명하시오. (6점)
제4문 (20점)
그림과 같이 3개의 권선이 공간상으로 120°의 위상차를 가지고 분포되어 있다. 각 권선에 다음과 같이 평형 3상의 전류가 흐른다.
여기서, I는 전류의 최대값이고, \omega_{{s}}는 각속도로서 2 \pi f_{{s}}로 주어지며, f_{{s}}는 전원의 주파수(Hz)이다. 다음 물음에 답하시오. (단, 각 상에서 발생하는 기자력의 최대값을 F_{{m}}이라 하고, 공간에 기본파만 존재한다고 가정한다) (총 20점)
i_{{a}} = I \, \cos \omega_{{s}} t \\ i_{{b}} = \, I \, \cos \left( \omega_{{s}} t - 120 ° \right) \\ i_{{c}} = \, I \, \cos \left( \omega_{{s}} t - 240 ° \right)
여기서, I는 전류의 최대값이고, \omega_{{s}}는 각속도로서 2 \pi f_{{s}}로 주어지며, f_{{s}}는 전원의 주파수(Hz)이다. 다음 물음에 답하시오. (단, 각 상에서 발생하는 기자력의 최대값을 F_{{m}}이라 하고, 공간에 기본파만 존재한다고 가정한다) (총 20점)
－b
axis of phase B
axis of phase C
axis of phase A
－c
a
－a
b
c
\theta
axis of phase B
axis of phase C
axis of phase A
－c
a
－a
b
c
\theta
- (1) 합성 기자력을 구하시오. (10점)
- (2) 1)에서 구한 합성 기자력의 의미를 설명하시오. (10점)
제5문 (20점)
싸이리스터(Thyristor)를 사용한 3상 전파 정류회로이다. U상의 실효전압과 주파수가 각각 VUN＝100[V], f＝60[Hz]일 때, 부하가 요구하는 출력전압(Vo)의 평균값이 165.4[V]이다. 다음 물음에 답하시오. (단, 입력 전원은 평형 3상이다) (총 20점)
[그림][그림][그림]
[그림][그림][그림]
U
W
V
N
VUN
iU
iV
iW
부하
Vo, Vrms
W
V
N
VUN
iU
iV
iW
부하
Vo, Vrms
- (1) 부하가 요구하는 출력전압(Vo)을 발생하기 위한 점호각(\alpha)을 구하시오. (10점)
- (2) 출력전압의 실효값(Vrms)을 구하시오. (10점)