전기기능사 필기 전동기의 실측효율 규약효율

전동기의 실측효율과 규약효율

전동기(또는 발전기)의 성능과 효율을 평가하는 지표로 용도에 따른 평가 방식을 말하는데 전기기능사 필기시험에서는 전동기의 실측효율과 규약효율의 공식을 묻는 것이 많다. 이해해야 시험장에서 기억하기 쉽다.  

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실측효율 (Measured Efficiency)

실제로 측정한 전동기나 발전기의 효율로 입력전력 대비 출력전력을 비율로 나타낸 것이다. 측정방법은 실제로 운용 중인 전동기에 부하를 걸고, 입력 전력과 출력 전력을 직접 측정하여 계산한다. (부하를 거는 것이 중요하다)
  
  \[
  \text{실측효율 }\eta  = \frac{\text{출력}}{\text{입력}} \times 100\%
  \]
 
실제 운전 환경과 조건에서 측정한다.
측정 환경에 따라 값이 달라질 수 있다.
테스트 장비가 필요하다.

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규약효율 (Standardized Efficiency)

전동기나 발전기의 손실 요소들(동손, 철손, 기계손, 표유부하손 등 모든 손실)을 이론적으로 계산하거나 시험을 통해 측정한다. 이를 바탕으로 계산한 효율을 말한다.

\[\text{전동기 규약효율 }\eta= \frac{\text{입력 - 손실}}{\text{입력}} \times 100\%
 \]

*전동기 규약효율은 입력전력대비 얼마나 손실되는가가 중요하고

\[\text{발전기 규약효율 } \eta= \frac{\text{출력}}{\text{출력+손실}} \times 100\%
 \]

*발전기는 전기를 만드는 것이기에 출력이 중요하다.

 
  
표준 시험 조건에서 계산
표준적인 성능을 제시한다.
전동기나 발전기의 스펙에 표시되는 효율도 규약효율이다.
 
참고 직류 전동기의 손실

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🔽 시험 문제에는
실측효율의 계산 문제보다는 실측효율과 규약효율의 차이나 공식, 정의를 묻는 문제가 많다.
아래와 같이 기억하면 좋다.
발전기는 출력이 중요하기에 (출력+손실)대비 출력의 변화비율을 측정
전동기는 입력전력대비 손실감안한 입력전력(입력-손실)의 비율을 측정한다.
 

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🔽 전동기 규약효율계산 시 가장 중요한 손실은?
철손, 동손이 아닌 모든 손실을 감안해야 한다.

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두 가지 측정의 차이

구분	실측효율	규약효율
측정 방식	실제 운전 상태 직접 측정	모든 손실 요소 간접 산출
표준화	운전환경에 따라 달라질 수 있음	표준 조건에서 일정함
사용 목적	현장 성능 확인	제품 사양 설계 기준
추가장비	부하 장치 필요	손실 측정 장비 필요

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전동기 공칭전력과 정격전력

공칭전력 (Nominal Power) 
전동기가 정상 운전 환경과 조건에서 표준적으로 낼 수 있도록 설계된 표준출력 또는명목상 출력
단위:  kW(킬로와트) , HP(마력)

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정격전력 (Rated Power)
현장시험, 현장운전 조건을 감안한 정확한 기준출력.
특정 정격 조건(전압, 전류, 주파수 등)에서 지속적으로 나타내는 출력이다.
단위:  kW(킬로와트) , HP(마력)

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정격(Rating)
지정된 조건하에서의 기기를 사용할 수 있는 한도

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직류전동기의 시험

토크 측정 시험
보조발전기를 쓰는 방법
프로니 브레이를 쓰는 방법
전기동력계를 쓰는 방법(대형 직류전동기)
 
온도상승시험
실부하법
반환부하법 - 동일정격의 두대의 기기를 발전기, 전동기로 운전하며 온도상승을 측정(홉킨스법, 카프법, 블론델법)

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🔽 직류 전동기 온도상승측정 시험에서 반환부하법이 아닌 것은?
홉킨스법, 카프법, 블론델법은 맞고
실부하법은 반환부하법이 아니다.(이름에서 틀린 것을 찾을 수 있다)

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