강의노트 등가회로 및 분류

직류기 등가회로

• 전기자 권선은 인덕턴스 성분도 지니고 있으며 인덕턴스는 전기자전류의 변동을 억제하는 작용을 한다.
• 정격자속을 얻기 위해 필요한 계자전류가 정격 계자전류이다.

여자 방식에 의한 분류

타여자

• 별도의 직류 전원을 사용한 것으로 타여자라 한다.
• 가변 계자저항기를 사용하여 계자 전류를 제어한다.
• 영구 자석을 사용한 직류기도 타여자의 일종이다.

자여자

분권

• 계자가 전기자에 병렬로 연결된 형태이다.
• 작은 계자 전류로 필요한 기자력을 얻기 위해 계자 권선은 턴수를 많이 감는다.

직권

• 계자와 전기자가 직렬로 연결된 형태이다.
• 계자 권선에는 전기자 전류가 흐르므로 굵은 도체가 사용된다.

• 분권과 직권의 계자는 연결 방법만 다른 것이 아니라 권선 차체가 다른기 때문에 분권을 직권으로 혹은 직권을 분권으로 사용할 수 없다.

복권

• 계자가 분권 계자와 직권 계자가 함께 설치된 형태이다.
• 형태상으로 내분권과 외분권이 있고, 자속으로는 가동복권과 차동복권이 있다.

내분권

외분권

가동복권

• 분권과 직권의 계자 자속이 같은 방향 일 때

차동복권

• 분권과 직권의 계자 자속이 반대 방향일 때

용도

• 직류 발전기는 광범위한 전압제어가 필요한 곳에 사용된다. 대표적인 적용분야는 직류전동기의 속도제어에 적용된다.

• 분권발전기의 주로 저전압 대전류를 공급해야하는 동기발전기의 여자시스템에 적용, 출력전압이 부하전류에 따라 하강하는 특성이 배터리의 전압-전류 특성에 잘 부합하기 때문에 과거 배터리 충전용으로도 많이 사용되었다

• 직권발전기는 승압기와 같이 상승하는 영역에서 운전되는 것과 아크용접처럼 하락하는 영역에서 운전되는 것이 있다.

• 아크용접에서 아크가 발생하고 나면 임피던스가 뚝 떨어지게 되는데, 이러한 상태에서도 전류가 더 크게 상승하지 않고 전극과 용접봉 사이의 간격이 다소 변하더라도 일정한 아크를 유지시키는 특성을 가져야 한다. 또한, 운전중 협착되어 움직이지 못하는 상태에 놓이면 역기전력이 0이 되어 매우 큰 전류가 흐르면서 전동기와 발전기 모두 소손될 수 있다. 차동복권발전기는 과부하나 단락시 전류를 제한하는 특징이 있어 적용되었다. 전력전자기술의 발전으로 전력제어를 자유롭게 할 수 있게 되면서 거의 사용되지 않게 되었다.

• 전압을 일정하게 유지하고자 할때 복권발전기를 사용하면 정밀하지 않다해도 대체로 일정한 출력전압이 유지되므로 저비용으로 복잡성을 피할 수 있다. 타려식이나 분권발전기로 급전할 때 전압을 일정하게 유지하고자 한다면 계자전류를 자동으로 조절하는 제어장치가 부가되어야 한다.

• 과복권은 급전선로가 길 때 선로의 전압강하를 보상하기 위해 적용된다. 과복권이나 평복권발전기는 큰 전류가 흘러 기기 자체가 손상을 입고 사고가 크게 파급될 수 있으므로 보호에 유의해야 한다.