서보전동기에 필요한 특징을 설명한 것으로 옳지 않은 것은?
- 정ㆍ역회전이 가능하여야 한다.
- 직류용은 없고 교류용만 있다.
- 저속이며, 거침없는 운전이 가능하여야 한다.
- 급가속, 급감속이 용이하여야 한다.
정답과 해설 보기
정답 ② · 문제는 서보전동기가 갖추어야 할 특징 중 옳지 않은 것을 묻고 있다. 서보전동기는 정밀 위치·속도 제어를 위해 정·역회전이 가능하고 저속에서 거침없는 운전과 급가속·급감속이 가능한 특성이 요구된다.
개념 한 쪽
승강기기사 유압식조작기 — 유압의 특성과 조작기기 분류
조작기기의 동력원별 특성과 분류는 자동제어와 승강기 설계에서 핵심 포인트이다. 유압식조작기는 액체의 비압축성을 이용해 큰 힘을 얻는 방식이며, 공압식·전기식·기계식과 비교하여 장단점을 구분해야 한다. 서보전동기 관련 문제는 조작기기의 역할과 전원 구분, AC 서보의 구동 원리 같은 세부 특성을 자주 묻는다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「유압식조작기」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 서보전동기 특징 판별 | 1 | 서보전동기의 특징 중 옳지 않은 설명을 고르기 |
| AC 서보 구동 원리 확인 | 1 | AC 서보의 권선·위상차로 회전 자계 생성 원리 파악하기 |
| 서보전동기 분류 문제 | 1 | 서보전동기를 자동제어 구성 요소 중 어디에 속하는지 판단하기 |
뜻
유압식조작기는 기름과 같은 액체를 매개로 압력을 전달하여 기계적 출력을 발생시키는 장치이다. 액체는 거의 압축되지 않으므로 높은 전달력을 얻을 수 있어 큰 힘과 출력을 필요로 하는 저속·정밀 작업에 적합하다. 이 특성으로 인해 '무거운 것을 느리게' 움직이는 용도에서 유압이 선호된다는 원리를 기억해야 한다.
동력원별 특성 비교에서 공기압식은 경량·고속 동작에 유리하고, 전기식은 고속·정밀 제어에 유리하며, 기계식은 구조가 단순하지만 복잡한 제어에는 부적합하다. 따라서 장비 선정 시에는 요구되는 출력, 속도, 제어 정밀도, 구조 복잡도 등을 종합적으로 판단해야 한다.
서보전동기는 조작기기에 속하는 실행부로 분류한다. 서보전동기는 전기 신호를 받아 기계적 위치나 속도를 정밀하게 제어하는 장치이며, 정역운전, 넓은 속도 범위에서의 저속 운전, 그리고 높은 속응성이 특징이다. 서보전동기는 직류형과 교류형 모두 존재하므로 전원 종류로 인해 성능을 배제해서는 안 된다.
AC 서보 전동기의 구동 원리는 고정자 내부의 두 권선에 90도 위상차가 있는 2상 전압을 인가하여 회전 자계를 생성하는 것이다. 이 회전 자계가 회전자를 회전시키며 정밀한 위치 제어를 가능하게 한다. 이러한 원리는 서보 계통 문제에서 '2상 권선과 90도 위상차'라는 형식으로 출제될 가능성이 높다.
예제
유압식 조작기의 특성을 묻는 문제에서는 '큰 힘'과 '저속·정밀'이라는 키워드를 중심으로 판단한다. 전원 구분 문제에서는 다이어프램 밸브처럼 공압식 동작 기기는 전기식으로 분류해서는 안 된다. 서보전동기 관련 문항에서는 서보가 조작기기임을 이유로 선택지를 소거하고, AC 서보의 경우 2상 권선과 90도 위상차로 회전 자계를 생성한다는 점을 검증한다.
예시로, 서보전동기의 분류를 묻는 문제에서는 '최종적으로 기계적 운동을 발생시키는 장치'라는 정의를 적용하여 서보전동기를 조작기기로 분류한다. 반대로 서보전동기의 전원 종류에 대한 진위를 묻는 문제에서는 직류형과 교류형이 모두 존재한다는 사실을 근거로 직류용이 없다는 보기를 오답으로 처리한다.
대표 기출 3문항
AC 서보 전동기에 대한 설명 중 옳은 것은?
- AC 서보 전동기는 큰 회전력이 요구되는 시스템에 사용된다.
- AC 서보 전동기는 두 고정자 권선에 90도 위상차의 2상 전압을 인가해 회전자계를 만든다.
- AC 서보 전동기의 전달함수는 미분요소이다.
- 고정자의 기준 권선에 제어용 전압을 인가한다.
정답과 해설 보기
정답 ② · 문항은 AC 서보 전동기의 구동 원리 중 옳은 것을 묻고 있다. AC 서보는 두 개의 고정자 권선에 90도 위상차를 둔 2상 교류를 인가하여 회전자계를 만들고 정밀한 회전 제어를 수행하므로 이 설명이 맞다.
AC 서보 전동기는 두 고정자 권선에 90도 위상차 전압을 인가해 회전 자계를 생성한다.
서보전동기는 다음 중 어느 제어기기에 속하는가?
- 증폭기
- 변환기
- 검출기
- 조작기기
정답과 해설 보기
정답 ④ · 문제는 서보전동기가 자동제어 구성요소 중 어떤 범주에 속하는지 묻고 있다. 서보전동기는 제어 신호에 따라 실제 기계적 위치나 속도를 움직여 목적을 수행하는 최종 실행장치로서 조작기기에 해당한다.
서보전동기는 제어 신호에 따라 기계적 위치나 속도를 움직이는 최종 실행 장치이므로 조작기기에 속한다.
자주 묻는 물음
- 유압식조작기는 어떤 상황에서 주로 사용하나?
- 큰 힘이 필요하고 저속·정밀 제어가 요구되는 경우에 유압식조작기를 사용한다.
- 서보전동기는 제어계의 어떤 구성 요소에 속하나?
- 서보전동기는 제어 신호에 따라 실제 기계적 운동을 발생시키는 실행부이므로 조작기기에 속한다.
- AC 서보전동기의 회전 자계 생성 원리는 무엇인가?
- 고정자에 있는 두 권선에 90도 위상차가 있는 2상 전압을 인가하여 회전 자계를 생성하는 방식으로 구동된다.
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