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다음 그림과 같은 타여자 직류전동기의 토크-속도 특성 곡선에서 기울기는… | [9급 국가직 전기기기] 18년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[9급 국가직 전기기기] 18년 1회차
다음 그림과 같은 타여자 직류전동기의 토크-속도 특성 곡선에서 기울기는? (단, Ka는 상수, Ra는 전기자 저항, 문제 이미지는 계자 자속이다)
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해설

속도-토크 특성선의 기울기는 −Ra(KaΦ)2-\dfrac{R_a}{(K_a\Phi)^2}이다.

역기전력 E=KaΦωE = K_a\Phi\omega, 토크 T=KaΦIaT = K_a\Phi I_a이고 전동기이므로 V=E+IaRaV = E + I_a R_a이다.
Ia=TKaΦI_a = \dfrac{T}{K_a\Phi}를 대입해 속도에 대해 정리하면 다음과 같다.

ω=VKaΦ−Ra(KaΦ)2T\omega = \dfrac{V}{K_a\Phi} - \dfrac{R_a}{(K_a\Phi)^2}T
절편은 무부하 속도, 토크 앞 계수가 그래프의 기울기로, 전기자 저항에 비례하고 자속의 제곱에 반비례한다.

  • −KaΦRa-\dfrac{K_a\Phi}{R_a}: 분자·분모가 뒤바뀌었고 자속이 제곱이 아니다.
  • −(KaΦ)2Ra-\dfrac{(K_a\Phi)^2}{R_a}: 정답 식의 역수로, 저항이 클수록 기울기가 완만해지는 모순이 생긴다.
  • −RaKaΦ-\dfrac{R_a}{K_a\Phi}: 토크를 전기자 전류로 바꿀 때 나오는 KaΦK_a\Phi를 한 번 빠뜨린 식이다.

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