소방전기 일반›전기기기·계측

직류기와 교류기

DC & AC Machines

전기기기 = 전기 ↔ 회전의 변환기
💡 전동기와 발전기
①전동기(모터): 전기 에너지 → 회전(기계) 에너지
②발전기: 회전(기계) 에너지 → 전기 에너지
③원리는 같다! 전자력(F=BIl)과 전자유도(e=−NdΦ/dt)
④소방에서 전동기 = 소방펌프·배연팬·비상발전기의 핵심

전기기기 분류

🌳전기기기 대분류
직류전동기 — 종류와 특성

직류전동기 비교

📊직류전동기 종류별 특성
구분분권직권복권
계자 연결병렬직렬직렬+병렬
속도 특성거의 일정부하↑ 속도↓↓중간
토크 특성보통기동토크 매우 큼중간
용도공작기계, 펌프전동차, 크레인엘리베이터
무부하 위험안전폭주 위험!안전
직류전동기 역기전력
E = V − IaRa
역기전력 = 전원전압 − 전기자 전압강하
⚠️ 직권전동기 주의
①직권전동기는 무부하 시 속도가 무한히 올라간다(폭주)
②따라서 벨트 구동 금지! 반드시 직결
③시험에 '무부하 운전 금지' 관련 문제 자주 출제
유도전동기 — 소방에서 가장 많이 쓰는 전동기

유도전동기의 고정자·회전자 구조와 슬립에 따른 회전수 변화

5 %
동기속도
Ns = 120fP [rpm]
f: 주파수(60Hz), P: 극수
슬립
s = Ns − NNs
동기속도와 실제 회전수의 차이 비율
실제 회전수
N = Ns(1 − s) [rpm]
실제 회전수 = 동기속도 × (1 − 슬립)
💡 슬립이 있어야 돌아간다
①고정자의 회전자계(Ns)가 회전자를 끌고 간다
②회전자가 동기속도와 같으면(s=0) 유도 전류 = 0 → 토크 없음
③따라서 항상 약간 느리게(s=2~5%) 회전해야 한다
④슬립 = 0이면 회전력이 없다는 것이 핵심 포인트
동기기와 소형 교류전동기

유도기 vs 동기기

📊유도전동기와 동기전동기 비교
구분유도전동기동기전동기
회전수N < Ns (슬립 있음)N = Ns (정확히 동기)
구조간단 (농형)복잡 (여자 필요)
기동자기 기동 가능별도 기동 장치 필요
역률지상 (0.8~0.9)조정 가능
용도펌프, 팬, 컨베이어대형 압축기

단상 유도전동기

🌳단상 유도전동기 기동법
⚡ 소방 현장의 전동기
①소방펌프: 3상 유도전동기 (농형)
②배연팬: 단상 또는 3상 유도전동기
③비상발전기: 동기발전기
④화재 시 전원 차단 후 비상전원으로 자동 전환
시험 총정리
동기속도
Ns = 120fP [rpm]
4극 60Hz → 1800rpm, 2극 → 3600rpm
슬립
s = Ns − NNs
유도전동기는 반드시 슬립 > 0
실제 회전수
N = Ns(1 − s)
슬립을 빼야 실제 회전수
🎯 시험 포인트
①Ns=120f/P — 극수(P)와 주파수(f) 대입만 하면 끝
②직권전동기 무부하 운전 금지 (폭주 위험)
③유도전동기의 슬립 = 0이면 토크 = 0
④셰이딩코일형 = 소형팬·배연팬에 사용
⑤3상 유도전동기가 소방펌프의 표준 — 농형이 가장 많다