개념 한 쪽
조속기 및 과속조절기 관련 설계에서는 로프와 풀리의 기하비와 조속기 작동 속도 계산이 핵심 역할을 한다고 본다. 풀리의 피치직경과 로프 공칭 지름의 비는 로프 수명과 안전에 직결되며, 정격속도에 따른 조속기와 과속스위치의 작동 시점은 규정된 비율로 결정한다고 본다. 전동기 회전수, 슬립, 기어감속비, 도르래 둘레를 차례로 적용하면 승강기의 선형 정격속도를 계산한다고 본다. (참고: 아래 내용은 제공된 재료의 설명과 수치만을 근거로 정리한 초안이다)
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출제기준 단원 「구동기용 도르래의 직경계산」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 정격속도별 조속기 작동값 계산 | 1 | 정격속도에 백분율을 곱해 과속스위치 설정값을 계산하는 절차 |
| 카·균형추 과속스위치 설정 판단 | 1 | 카용과 균형추용에 서로 다른 계수를 적용해 설정값을 구분하는 능력 |
| 전동기·기어·도르래로 정격속도 계산 | 1 | 동기속도·슬립·기어비·도르래 둘레를 순차 적용해 선형속도를 계산하는 방법 |
조속기 로프의 굽힘 피로를 줄이기 위해 풀리의 피치직경과 로프 공칭 지름의 비는 최소 30 이상이어야 한다는 기준이 있다고 본다. 이 비율을 확보하면 로프가 과도하게 굽지 않아 내부 와이어의 피로 손상을 줄인다고 본다. 권상기 등 다른 장치의 기준과 혼동하지 않도록 조속기용 풀리 기준을 별도로 기억한다고 본다.
조속기와 과속스위치의 작동 속도는 승강기의 정격속도에 비례하여 설정한다고 본다. 정격속도 구간에 따라 조속기 작동 임계비가 다르며, 예를 들어 정격속도 45m/min 이하 구간에서는 과속스위치가 최대 63m/min 이하에서 작동하도록 규정하는 등의 구간별 기준이 존재한다고 본다. 카용과 균형추용은 서로 다른 계수를 적용한다고 본다.
카용 과속스위치는 보통 정격속도의 115% 수준에서 설정하고, 균형추용 과속스위치는 정격속도의 127% 수준에서 설정하는 것이 일반적인 기준이라고 본다. 이 비율을 곱하여 실제 설정값을 산정한다고 본다. 정격속도별로 115%·127% 등의 숫자를 암기하면 실무적 계산에서 오류를 줄일 수 있다고 본다.
전동기와 기계전달계(기어감속비, 도르래 지름)를 이용한 정격속도 계산은 단계적으로 수행한다고 본다. 전동기의 동기속도에 슬립을 고려하여 실제 회전속도를 구한 뒤, 기어감속비를 적용하여 도르래 회전속도를 얻고, 도르래 둘레를 곱하여 분당 선형속도를 산출한다고 본다. 각 단계에서 소수점 반올림이 발생할 수 있으므로 근사치로 가장 근접한 값을 선택하는 문제가 출제된다고 본다.
(대표 계산) - 전동기 동기속도 계산: 60Hz, 4극 → 동기속도 1800 r/min을 사용한다고 본다. - 슬립 4% 적용: 1800 × (1 - 0.04) = 1728 r/min이라고 본다. - 기어감속 적용(49:2): 도르래 속도 = 1728 × (2/49) ≈ 70.49 r/min이라고 본다. - 도르래 둘레(지름 0.54m) = π×0.54 ≈ 1.695 m → 선형속도 = 70.49 × 1.695 ≈ 119.5 m/min이라고 본다. 따라서 가장 근접한 정답은 약 120 m/min에 해당하는 선택지라고 본다.
정격속도 45m/min 이하에 사용되는 조속기의 과속 스위치 작동 속도는?
정답 ③ · 문제는 정격속도 45m/min 이하 조속기의 과속 스위치 작동 속도를 묻고 있다. 규정상 해당 구간의 과속 작동 속도는 정격속도의 115% 이내로 설정되며 45×1.15=51.75가 아닌 실무 기준으로 63m/min 이하에서 작동하도록 규정된 구간에 해당한다.
정격속도 45m/min 이하 조속기는 과속 115%인 63m/min 이하에서 작동해야 한다.
정격속도 150m/min 의 조속기의 과속스위치를 세팅하고자 한다. 다음 중 카용과 균형추용 조속기의 과속스위치 세팅값이 바르게 조정된 것은?
정답 ① · 문제는 정격속도 150 m/min일 때 카용과 균형추용 조속기 과속스위치 설정값을 묻고 있다. 과속스위치 설정 기준은 정격속도의 일정 백분율을 적용하는 것으로, 카용은 115%, 균형추용은 127%를 사용한다.
과속스위치 정격속도 115%는 카용 172.5m/min, 127%는 균형추용 190.5m/min이다.
기어감속비 49:2, 도르래지름 540mm, 전동기입력 주파수 60Hz, 극수 4, 전동기의 회전수 슬립이 4%일 때 엘리베이터의 정격속도는 얼마인가?
정답 ③ · 문제는 전동기 특성(주파수·극수·슬립)과 기어감속비, 도르래 지름을 이용해 선형 속도를 계산하는 문제이다. 동기속도는 120×(주파수/극수)=120×(60/2)=1800 rpm이며 여기에 슬립 4%를 적용하면 유효 회전수는 1800×(1-0.04)=1728 rpm이다.
전동기 동기속도에서 슬립을 제외하고 기어비와 도르래 둘레를 고려해 정격속도를 계산한다.
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