전기산업기사 필기 · 전기기기 과목
AI 작성 · 운영진 검수 전전기산업기사 유도기 핵심정리
- 중요도
- ★★★★★ (5 / 5)
- 출제 비중
- 전기기기 20문항 중 약 5문항 (25%)
3상 유도 전동기의 슬립, 2차 입력·출력, 기동법과 속도 제어를 다룹니다.
📖 유도기 개념 정리 보기 →유도기, 이것만은 꼭 외우세요
- 슬립 s = (Ns - N)/Ns
- P2 : Pc2 : Po = 1 : s : (1 - s)
- Y-Δ 기동
- 비례 추이
유도기 대표 문제 7개
문제 1. 3상 유도 전동기의 2차 입력이 20kW, 슬립이 5% 일 때 기계적 출력은 몇 kW 인가?
- ① 1kW
- ② 20kW
- ③ 19kW
- ④ 21kW
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정답: ③ 19kW
핵심: P2 : Pc2 : Po = 1 : s : (1 - s)
- 기계적 출력 Po = P2 × (1 - s)
- Po = 20 × (1 - 0.05) = 20 × 0.95 = 19kW
검산: 2차 동손 1kW + 출력 19kW = 20kW 로 2차 입력과 같습니다.
틀린 선지
- 1kW: 2차 동손입니다(20 × 0.05).
- 20kW: 2차 입력 그대로입니다. 2차 동손을 빼야 합니다.
- 21kW: 2차 동손을 더한 값입니다.
문제 2. 3상 유도 전동기의 회전 방향을 반대로 바꾸는 방법으로 옳은 것은?
- ① 전원 3선 가운데 임의의 2선을 서로 바꾸어 연결한다
- ② 전원 3선을 모두 한 칸씩 돌려 연결한다
- ③ 전원 전압을 낮춘다
- ④ 전원 주파수를 높인다
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정답: ① 전원 3선 가운데 임의의 2선을 서로 바꾸어 연결한다
핵심: 3상 중 2선 교체 → 회전 자계 방향 반대
유도 전동기는 3상 전류가 만드는 회전 자계를 따라 돕니다. 3선 가운데 아무 2선이나 서로 바꾸면 상의 순서가 바뀌어 회전 자계가 반대로 돌고, 전동기도 반대로 회전합니다.
틀린 선지
- 전원 3선을 모두 한 칸씩 돌려 연결한다: 3선을 차례로 돌리면 상의 순서가 그대로여서 회전 방향이 바뀌지 않습니다.
- 전원 전압을 낮춘다: 속도와 토크가 줄 뿐 방향은 바뀌지 않습니다.
- 전원 주파수를 높인다: 속도가 빨라질 뿐 방향은 바뀌지 않습니다.
문제 3. 6극, 60Hz 인 3상 유도 전동기가 슬립 3% 로 운전하고 있다. 회전 속도는 몇 rpm 인가?
- ① 1,200rpm
- ② 1,236rpm
- ③ 1,746rpm
- ④ 1,164rpm
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정답: ④ 1,164rpm
핵심: N = Ns × (1 - s), Ns = 120f ÷ p
- 동기 속도 Ns = 120 × 60 ÷ 6 = 1,200rpm
- N = 1,200 × (1 - 0.03) = 1,200 × 0.97
- N = 1,164rpm
검산: (1,200 - 1,164) ÷ 1,200 = 36 ÷ 1,200 = 0.03 으로 맞습니다.
틀린 선지
- 1,200rpm: 동기 속도입니다. 유도 전동기는 슬립만큼 느리게 돕니다.
- 1,236rpm: 슬립만큼 더한 값입니다. 전동기는 동기 속도보다 느립니다.
- 1,746rpm: 4극으로 계산한 값입니다.
문제 4. 60Hz 전원에 연결된 3상 유도 전동기가 슬립 4% 로 운전할 때 회전자(2차) 전류의 주파수는 몇 Hz 인가?
- ① 57.6Hz
- ② 60Hz
- ③ 0.24Hz
- ④ 2.4Hz
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정답: ④ 2.4Hz
핵심: 2차 주파수 f2 = s × f1
- f2 = s × f1
- f2 = 0.04 × 60 = 2.4Hz
검산: 회전자가 동기 속도에 가까울수록 2차 주파수는 0 에 가까워집니다. 2.4Hz 는 60Hz 보다 훨씬 작아 맞는 방향입니다.
틀린 선지
- 57.6Hz: 60 × (1 - 0.04) 를 계산한 값입니다. 2차 주파수는 슬립을 곱합니다.
- 60Hz: 회전자가 정지해 있을(슬립 1) 때의 2차 주파수입니다.
- 0.24Hz: 4% 를 0.004 로 잘못 넣은 값입니다.
문제 5. 권선형 유도 전동기에 주로 쓰는 기동 방법은?
- ① Y-Δ 기동법
- ② 2차 저항 기동법(기동 저항기 사용)
- ③ 기동 보상기법
- ④ 리액터 기동법
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정답: ② 2차 저항 기동법(기동 저항기 사용)
핵심: 권선형: 2차 저항 기동 / 농형: Y-Δ·기동 보상기·리액터
권선형 유도 전동기는 회전자 권선이 슬립 링으로 밖에 연결되어 있어 2차 회로에 저항을 넣을 수 있습니다. 기동할 때 저항을 넣으면 기동 전류는 줄고 기동 토크는 커집니다(비례 추이). 속도가 오르면 저항을 차례로 빼냅니다.
틀린 선지
- Y-Δ 기동법: 농형 유도 전동기의 기동 방법입니다.
- 기동 보상기법: 단권 변압기로 전압을 낮추는 농형 유도 전동기의 기동 방법입니다.
- 리액터 기동법: 1차에 리액터를 넣는 농형 유도 전동기의 기동 방법입니다.
문제 6. 권선형 유도 전동기의 2차 1상 저항이 0.02Ω 이고, 최대 토크가 슬립 0.2 에서 생긴다. 기동할 때(슬립 1) 최대 토크가 나오게 하려면 2차 1상에 넣어야 할 외부 저항은 몇 Ω 인가?
- ① 0.1Ω
- ② 0.004Ω
- ③ 0.08Ω
- ④ 0.18Ω
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정답: ③ 0.08Ω
핵심: 비례 추이: r2 ÷ s = (r2 + R) ÷ s′
- 비례 추이: 2차 저항 ÷ 슬립 이 같으면 같은 토크가 나옵니다.
- 0.02 ÷ 0.2 = (0.02 + R) ÷ 1
- 0.1 = 0.02 + R
- R = 0.08Ω
검산: (0.02 + 0.08) ÷ 1 = 0.1, 0.02 ÷ 0.2 = 0.1 로 같습니다.
틀린 선지
- 0.1Ω: 2차 회로의 전체 저항입니다. 원래 있는 2차 저항 0.02Ω 을 빼야 합니다.
- 0.004Ω: 저항에 슬립을 곱한 값입니다. 비례 추이는 '저항 ÷ 슬립'이 같아야 합니다.
- 0.18Ω: 슬립 0.2 에서 저항 0.02 를 뺀 값으로, 비례 추이 식과 관계없습니다.
문제 7. 3상 유도 전동기의 1차 입력이 60kW, 1차 손실(1차 동손 + 철손)이 1kW, 슬립이 3% 일 때 기계적 출력은 몇 kW 인가?
- ① 58.2kW
- ② 57.23kW
- ③ 59kW
- ④ 1.77kW
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정답: ② 57.23kW
핵심: 2차 입력 = 1차 입력 - 1차 손실, Po = P2(1 - s)
- 2차 입력 P2 = 60 - 1 = 59kW
- 2차 동손 = 59 × 0.03 = 1.77kW
- 기계적 출력 Po = 59 - 1.77 = 57.23kW
검산: 59 × 0.97 = 57.23kW 로 같습니다.
틀린 선지
- 58.2kW: 1차 손실을 빼지 않고 60kW 에 (1 - s) 를 곱한 값입니다.
- 59kW: 2차 입력입니다. 2차 동손을 더 빼야 합니다.
- 1.77kW: 2차 동손입니다(59 × 0.03).
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