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전기기능사 필기 · 전기기기 과목

전기기능사 동기기 핵심정리

중요도
★★★★☆ (4 / 5)
출제 비중
전기기기 20문항 중 약 4문항 (20%)

발전소에서 쓰는 동기발전기와 속도가 일정한 동기전동기를 다룹니다. 동기속도 공식과 병렬운전 조건이 핵심입니다.

동기기, 이것만은 꼭 외우세요

  • 동기속도 Ns = 120 × f ÷ P [rpm]. 60Hz 4극이면 1800rpm
  • 병렬운전 조건: 기전력의 크기·위상·주파수·파형이 같아야 합니다. (용량은 달라도 됨)
  • 동기전동기는 속도가 일정하고 역률을 조정할 수 있지만, 스스로 기동하지 못합니다.
  • 동기조상기: 과여자 → 콘덴서 역할(앞선 전류), 부족여자 → 리액터 역할(뒤진 전류)

동기기 대표 문제 4개

AI 예상문제검수 전전기기기 › 동기기★★★★☆

문제 1. 극수가 4극이고 주파수가 60Hz인 동기발전기의 동기속도는 몇 rpm인가?

  1. ① 1200rpm
  2. ② 1800rpm
  3. ③ 2400rpm
  4. ④ 3600rpm
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정답: ② 1800rpm

핵심: 동기속도 Ns = 120 × 주파수 ÷ 극수

동기속도는 회전 자기장이 1분 동안 도는 횟수입니다. 주파수와 극수만 알면 구할 수 있습니다.

  1. 공식: Ns = 120 × f ÷ P
  2. 숫자 대입: Ns = 120 × 60 ÷ 4
  3. 120 × 60 = 7200
  4. 7200 ÷ 4 = 1800
  5. 답: 1800rpm

60Hz 에서는 2극 3600, 4극 1800, 6극 1200rpm 으로 외워 두면 빠릅니다.

틀린 선지

  • ① 1200rpm: 6극일 때의 값입니다.
  • ③ 2400rpm: 계산 실수로 나오기 쉬운 값입니다. (60Hz 에서는 나오지 않는 속도)
  • ④ 3600rpm: 2극일 때의 값입니다.
AI 예상문제검수 전전기기기 › 동기기★★★★☆

문제 2. 동기발전기를 병렬로 운전하기 위한 조건이 아닌 것은?

  1. ① 기전력의 크기가 같을 것
  2. ② 기전력의 위상이 같을 것
  3. ③ 기전력의 주파수가 같을 것
  4. ④ 발전기의 용량이 같을 것
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정답: ④ 발전기의 용량이 같을 것

핵심: 병렬운전 조건: 크기·위상·주파수·파형이 같을 것

발전기 여러 대를 함께 돌리는 것을 병렬운전이라고 합니다. 발전기끼리 전류가 오가며 싸우지 않으려면 만들어 내는 전압의 모양이 똑같아야 합니다.

병렬운전 조건 (기전력의):

  • 크기가 같을 것
  • 위상(파형이 오르내리는 시점)이 같을 것
  • 주파수가 같을 것
  • 파형이 같을 것

정답 ④가 조건이 아닌 이유: 용량(출력)은 달라도 됩니다. 큰 발전기와 작은 발전기를 함께 돌려도 문제없습니다.

AI 예상문제검수 전전기기기 › 동기기★★★★☆

문제 3. 동기전동기의 특징으로 옳은 것은?

  1. ① 기동 토크가 커서 스스로 쉽게 기동한다.
  2. ② 부하에 따라 속도가 크게 변한다.
  3. ③ 계자 전류를 조절해 역률을 조정할 수 있다.
  4. ④ 직류 전원이 필요 없어 구조가 간단하다.
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정답: ③ 계자 전류를 조절해 역률을 조정할 수 있다.

핵심: 동기전동기: 속도 일정, 역률 조정 가능, 자기 기동 불가

동기전동기는 회전 자기장과 똑같은 속도(동기속도)로 도는 전동기입니다.

장점

  • 속도가 항상 일정합니다.
  • 계자 전류(여자 전류)를 조절해 역률을 조정할 수 있습니다. 역률 1로 운전할 수도 있습니다.

단점

  • 스스로 기동하지 못해 따로 기동 장치가 필요합니다.
  • 계자에 넣을 직류 전원이 필요합니다.

틀린 선지

  • ① 기동 토크가 0이라 스스로 기동하지 못합니다.
  • ② 부하가 변해도 속도는 일정합니다.
  • ④ 계자를 만들기 위한 직류 전원이 꼭 필요합니다.
AI 예상문제검수 전전기기기 › 동기기★★★★☆

문제 4. 동기조상기를 과여자(계자 전류를 많이 흘림)로 운전하면 어떤 역할을 하는가?

  1. ① 콘덴서로 작용한다.
  2. ② 리액터(코일)로 작용한다.
  3. ③ 저항으로 작용한다.
  4. ④ 아무 작용도 하지 않는다.
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정답: ① 콘덴서로 작용한다.

핵심: 동기조상기: 과여자는 콘덴서, 부족여자는 리액터

동기조상기는 부하를 연결하지 않고 돌리는 동기전동기로, 송전선의 역률을 조정하는 데 씁니다.

  • 과여자(계자 전류를 많이): 앞선 전류(진상 전류)가 흘러 콘덴서처럼 작용합니다.
  • 부족여자(계자 전류를 적게): 뒤진 전류(지상 전류)가 흘러 리액터(코일)처럼 작용합니다.

외우는 요령: '과·콘, 부·리' (과여자는 콘덴서, 부족여자는 리액터)

틀린 선지

  • ② 리액터로 작용하는 것은 부족여자일 때입니다.
  • ③, ④ 동기조상기는 여자 전류에 따라 콘덴서나 리액터처럼 작용합니다.

직접 풀어서 확인해 보세요.