직류발전기 회로도 유기기전력 식 구하기

안녕하세요!

 오늘은 직류발전기의 유기기전력을 구하는 방법을 알아보도록 하겠습니다. 블로그에 수식을 사용하는 방법을 찾다가 드디어 오늘 시험해 볼 수 있을 것 같습니다.^^

 

발전기유기기전력 구하기

직류발전기의 구조

직류발전기의 유기기전력과 권선법

직류발전기의 여자방식에 따른 분류

타여자 발전기

타여자 발전기는 회로도상으로 보았을 때, 전기자 전류는 계자전류와 부하전류로 나누어지지 않습니다. 계자전류를 독립적으로 외부에서 공급하므로 부하에 걸리는 단자전압은

 유기기전력-전기자저항*전체전류(=전기자전류=부하전류)-전기자반작용에의한 전압강하 ea브러시 접촉 전압강하 eb 이 됩니다. 계자전류가 일정하다면 이로 인하여 유기기전력도 일정 전기자 반작용도 일정 그리고 전기자 저항과 브러시 접촉전압은 처음 설계되기 때문에 일정하다고 한다면 부하전류에 의하여 단자전압이 크고 작아집니다.

 

※계자전류가 증가하면 유기기전력 E도 계속 증가하게 되는데 어느 일정 수준이 되면 증가하는 양이 미미하다. 이것은 철의 자기적 포화 때문에 그렇다고 할 수 있다. 또 계자전류를 감소시켜 0으로 만들게 되더라도 전기자에서는 어느 정도의 전압이 발생되는데 이것은 주자극 F에 남는 잔류 자기에 의한 E의 잔류전압이라 한다.

 

분권발전기

분권 발전기도 단자에 부하가 있다고 하면

와 같이 식이 됩니다. Ra전기자저항, 계자의 저항의 값을 F=Rf 라 생각하면 되겠습니다. 참고로 FR은 가변저항입니다.

 

분권발전기는 계자가 전기자에 병렬로 연결되어 있습니다. 분권발전기를 알아보기 전에 자여자발전기는 내부에서 계자로 유기전력을 얻기 때문에 전압의 확립이 필요합니다. 

분권발전기 무부하특성곡선 및 계자저항선

 첫 번째, 잔류자기가 존재하여야 합니다.

 두 번째, 무부하특성곡선은 자기포화를 가질 것.

 세 번째, 전압이 안정하게 조정되기 위하여 계자저항이 임계저항 이하의 범위 일 것.

 네 번째, 회전방향이 바르며, 그 값이 어느 값 이상일 것.

 

직권발전기

직권발전기는 직렬이므로 무부하시 잔류전압 밖에 없어서 거의 조금밖에 전압이 유기되지 않습니다. 따라서 시험을 하기 위해서는 부하를 걸어주어야 합니다. 또 부하를 걸어준다면 하나의 폐회로이기 때문에 전류의 방향은 계자전류, 전기자전류의 방향은 같습니다.

 이번에도 부하를 걸어준다면 식은 다음과 같습니다. (브러시 전압 강하와 전기자반작용 전압강하 생략함.)

 직권발전기는 부하전류에 따라 전압변동이 심하게 변하기 때문에 별로 사용되지는 않는다.  장거리 급전선(전차선로에서 전력공급용)에 넣어 승압기(booster)로 사용할 때가 있다.

 

복권발전기

복권발전기에서는 직권발전기와 분권발전기의 특성을 조합하여 사용하는 것으로 다음 아래와 같이 외부특성곡선을 얻을 수 있습니다.

복권발전기의 외부특성곡선

평복권 : 무부하전압과 전부하전압이 거의 같은 것

과복권 : 직권계자가 강하여 부하전류의 증가에 따라 단자전압이 상승하는 특성

차동복권 : 분권계자와 직권계자가 역으로 작용하기 때문에 부하전류 증가에 따른 단자전압 감소가 크다. - 수하특성

여기서 설명하는 수하특성은 부하전류가 증가해도 단자전압이 감소하면서 출력은 거의 일정한 값을 갖는 것을 말합니다.

 

저번 시간 복권 회로도를 보았는데요. 식으로 나타내보자면 다음과 같습니다.

 

네, 오늘은 직류발전기의 회로도에서 유기기전력을 구하는 식을 알아보았는데요. 제가 이제 수식을 쓸 줄 알게 되어 정리해 보았습니다.

다음에도 유익한 정보를 가지고 돌아오도록 하겠습니다. 안녕히 계세요~^^