개념 한 쪽
엘리베이터의 운전은 로프 배치와 제어 방식에 따라 속도와 장력 특성이 달라진다. 로핑 비율과 권상장치의 기계적 구성, 그리고 운전 조작의 분류를 구분하여 이해해야 한다고 안내한다.
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출제기준 단원 「유압식 엘리베이터 원리 및조작방식」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 속도 분류 판별 | 1 | 건물용 엘리베이터의 중속 범위를 고르는 문제 |
| 운전 조작 분류 구별 | 1 | 인버터가 운전 조작방식에 속하는지 여부를 가리는 문제 |
| 로핑 비율과 장력 계산 | 1 | 1:1 대비 로프 장력의 변화량을 묻는 문제 |
엘리베이터는 속도 구분에 따라 저속·중속·고속으로 나뉘며, 대표적인 경계는 저속 45m/min 이하, 중속 60~105m/min, 고속 120m/min 이상으로 정의된다고 설명한다. 중속 범위는 일반 건물용 엘리베이터의 표준 속도에 해당한다고 정리한다.
속도에 영향을 미치는 주요 기계적 인자는 전동기 회전수(RPM), 감속비, 권상 도르레의 직경이라는 점을 강조한다. 전동기 용량(kW)은 엘리베이터가 견딜 수 있는 힘(토크)과 관련되며, 회전수·감속비·도르레 직경처럼 속도를 직접 결정하지 않는다고 구분한다.
로핑 방식은 로프가 도르래를 몇 번 통과하느냐에 따라 장력과 속도에 영향을 미친다. 예컨대 2:1 로핑은 1:1에 비해 로프 장력이 1/2로 감소하며, 4:1은 장력이 1/4로 감소하는 특성이 있어 장력 감소와 함께 로프 길이 증가, 마찰 증가, 효율 저하 등의 단점이 발생한다고 정리한다.
운전 조작방식은 엘리베이터가 호출을 처리하고 여러 대를 관리하는 방법으로서 자동 운전방식·단식 자동방식·군 관리방식 등이 표준적인 분류에 속한다고 밝힌다. 반면 인버터 제어는 전동기 속도 조절을 위한 전기적 제어 기술로서 운전 조작방식의 분류에는 포함되지 않는다고 구분한다.
트랙션 능력과 로프의 미끄러짐은 마찰력, 권부각, 마찰계수, 장력비 등과 관련된다. 권부각이 클수록 마찰력이 증가하여 미끄러짐이 억제되고, 장력비(중량비)가 클수록 미끄러지기 쉬운 조건이 된다고 설명한다.
예시 1 — 속도 분류 문제: 일반 건물용 엘리베이터의 중속 범위를 묻는 문제에서는 '중속 = 60~105 m/min'을 선택하면 정답이 된다. 저속은 45m/min 이하, 고속은 120m/min 이상으로 구분한다고 적용한다.
예시 2 — 로핑 장력 비교 문제: 1:1 로핑과 2:1 로핑을 비교하면 로프 장력은 2:1에서 1:2가 되므로 1:1 대비 1/2가 된다고 계산하여 정답을 도출한다. 로핑 비율이 클수록 장력은 감소하지만 로프 길이와 마찰은 증가한다는 점을 함께 검토한다.
로프식 엘리베이터에서 속도에 영향을 미치지 않는 것은?
정답 ③ · 로프식 엘리베이터의 카 속도는 '전동기의 회전수(RPM)', '감속기 기어의 감속비', 그리고 '권상 도르레의 직경' 세 가지 요소의 곱으로 결정됩니다. 전동기의 용량(kW)은 카를 이동시키고 부하를 견디기 위한 힘(토크)을 결정할 뿐, 기계적 구조에 의해 정해지는 카의 정격 속도 자체에는 영향을 미치지 않습니다.
로프식 엘리베이터의 카 속도는 전동기 RPM, 감속비, 권상도르레 직경에 의해 결정되며 전동기 용량은 속도와 무관합니다.
카의 운전 조작방식에 의한 분류에 속하지 않는 것은?
정답 ① · 문제는 카의 운전 조작방식 분류에 해당하지 않는 항목을 묻고 있다. 인버터 제어는 전기적 속도·토크 제어 방법으로서 운전 조작방식(자동, 단식 자동, 군 관리 등)의 범주에 들지 않으므로 정답이다.
인버터 제어방식은 전기적 제어 방식이며 운전 조작방식 분류에는 속하지 않는다.
1: 1 로핑방식에 비하여 4:1 로핑방식의 단점으로 옳지 않은 것은?
정답 ② · 1:1 로핑 방식에 비해 4:1 로핑 방식은 권상기의 부담을 줄이고 카의 정지 정밀도를 높이기 위해 도르래를 여러 번 거쳐 로프를 배선하는 방식입니다. 이 방식은 로프의 장력을 이론상 1/4로 줄여주는 장점이 있습니다.
4:1 로핑은 도르래 통과 횟수 증가로 마찰이 커져 효율이 떨어지지만, 장력은 1/4로 줄어드는 것이 장점입니다.
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