전동력 응용 (공사)

Motor Application

전동력 응용은 부하의 토크-속도 특성에 맞춰 전동기를 고르고 출력을 계산하는 실무 단원이에요. 펌프·팬·크레인처럼 부하 곡선이 다르면 기동 방식과 용량이 달라져요. 출력·소요동력·기동 시간 공식이 선정표의 뼈대예요. 부하 종류를 바꿔 토크 곡선과 계산을 대조해 봐요.

전동기 선정의 핵심 = 부하 특성 파악

🔍 부하가 전동기를 결정한다

① 부하의 토크-속도 특성이 전동기 종류를 결정

② 기동 토크, 정격 속도, 관성(GD²)이 3대 선정 인자

③ 과부하·기동 빈도가 보호 방식을 결정

부하별 토크-속도 곡선

부하 종류1

🔑 부하 분류 요약

① 2승 부하(펌프·팬): T∝N², 기동 토크 작음 → 농형 유도전동기

② 정토크(크레인): T=일정, 큰 기동 토크 → 권선형 유도전동기

③ 정출력(압연기): P=일정, T∝1/N → 직류전동기 or 인버터 제어

전동력 계산 공식

전동기 출력

P = T × ω = T × 2πN/60 [W]

T: 토크[N·m], N: 회전수[rpm], ω: 각속도[rad/s]

펌프 소요동력

P = 9.8QHγ / η [kW]

Q: 유량[m³/s], H: 양정[m], γ: 비중, η: 효율

기동 시간

t = GD²·ΔN / (375·T_acc) [s]

GD²: 회전체 관성[kg·m²], T_acc: 가속토크[N·m]

컨베이어 동력

P = F·v / (η×1000) [kW]

F: 반송력[N], v: 벨트속도[m/s], η: 기계효율

전동기 선정과 보호

⚙️ 전동기 선정 절차

① 부하 종류 파악 → 토크-속도 곡선 확인

② 소요 동력 계산 → 여유율(1.1~1.5배) 적용

③ 기동 방식 결정 (직입, Y-Δ, 인버터 등)

④ 보호 장치: 과부하계전기(OL), 결상보호, 과열보호

전동기 여유율

P_정격 ≥ P_부하 × 여유계수

펌프 1.1~1.2, 크레인 1.3~1.5, 압축기 1.15~1.3

시험 포인트 총정리

출력 = 토크×각속도

P = Tω

기본 관계식

펌프 동력

P=9.8QHγ/η

수리학 응용

🎯 시험 포인트

① 2승부하(펌프·팬) vs 정토크(크레인) vs 정출력(압연기) 구별

② 펌프·팬 동력 P = 9.8QHγ/η 계산 주요 출제 포인트

③ GD² 관성과 기동시간의 관계

④ 인버터 제어: V/f 일정 → 기저속도 이하 정토크, 이상 정출력

⑤ 전동기 여유율 적용 기준 (부하 종류별 다름)