전기기기 전기기계 동기기

소개글

전기기기 전기기계 동기기에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.동기발전기의 원리
(1) 교류의 발생
(2) 유도기전력

2. 동기발전기의 종류와 구조
(1) 종류
(2) 구조

3. 여자기

4. 전기자 권선법과 상간접속

5. 전절권과 단절권의 비교 & 권선계수

6. 동기발전기의 개념

7. 동기리액턴스 & 동기임피던스

8. 동기발전기의 특성
(1) 특성곡선과 전압변동률
(2) 단락비와 동기기

본문내용

전압조정기
(dynamic voltage regulator)
여자기 계자회로의 저항을 자동적으로
변화시켜서 여자기 전압을 가감한다.
전압 설정기의 기준 전압과 주발전기 단자전압과의 편차를 증폭 발전기 혹은 자기증폭기 또는 SCR 등에 의해서 증폭하여 이것을 여자기에 공급해서 전압을 가감합니다.
자동전압 조정기의 구성요소는 발전기 전압이 설정값에서 벗어난 편차를 검출하는 검출부, 편차값을 증폭하는 증폭부, 제어계를 안정화하기 위한 제동회로 등으로 되어 있습니다
전기자 권선법과 상간접속
1. 집중권과 분포권 비교
구분/권선법
분포권
집중권
전기자철심의 이용률
높다
낮다
누설 리액턴스
적다
많다
기전력의 파형
좋다
나쁘다
냉각효과
좋다
나쁘다
합성기전력의 크기
작다
크다
2. 3상 분포 계수
Q
1
2
3
4
5
6
Kd
1.000
0.966
0.960
0.958
0.957
.956
전절권과 단절권의 비교 & 권선계수
a 단절권과 전절권의 비교
구분/권선법
단절권
전절권
특정 고조파의 성분
없다
있다
기전력의 파형
좋다
나쁘다
끝 접속선의 길이
짧다
길다
기계의 치수
작다
크다
합성기전력의 크기
작다
크다
b 권선계수
권선계수 = 분포계수 × 단절계수 Kw = Kd × Kp
집중권이며 전절권으로 했을 경우 유도기전력 E = 4.44 Kw fN φ[V]
분포권이며 단절권으로 있을 경우 유도기전력 E = 4.44 Kd KpfN φ[V]
중권 : 어떤 코일의 상층 코일변에서 하층의 코일변을 따라가면 다음 코일의 상층이 바로 옆에 있게 나열한 권선
파권 : 물결 같은 파의 모양을 하고 있는 권선
쇄권 : 체인같은 모양을 하고 있는 권선
단층권 : 전기자철심의 1개의 홈(slot)에 1개의 코일변을 넣은 것
2층권 : 전기자 철심의 1개 홈(slot)에 2개의 코일변을 상하로 겹쳐 넣은 것
동기 발전기의 개념
동기발전기에서 부하를 걸어 전기자에 전류가 흐르면 자속이 발생하여 무부하 때의 계자기자력에 겹쳐 작용하여 유기전압도 무부하 때의 전압보다 감소하거나 또는 증가하게 된다. 즉, 전기자전류에 의한 공극을 지나 주자극에 들어가 계자자속에 영향을 미치는 현상이 나타난다.
전기자 반작용이란??
전기자 전류에 의한 전기자 자속이 주 자속(계자자속) 영향을 주는 현상을
전기자 반작용이라 하고 역률에 따라 그 작용이 달라진다.
동기리엑턴스 & 동기임피던스
1 . 동기 리엑턴스
전기자 반작용 리액턴스 Xa와 전기자 누설 리액턴스 Xℓ은 전기적 성질이 같으므로 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Xa+ Xℓ = Xs [Ω] 이 Xs [Ω]를 동기 발전기의 동기 리액턴스(synchronous reactance)라 한다.
동기 리액턴스 = 전기자 반작용 리액턴스 + 전기자 누설 리액턴스
2 . 동기 임피던스
동기 임피던스 ---> 전기자 권선 저항 + 동기 리액턴스
Zs = ra + jXs (동기 리액턴스 = 전기자 반작용 리액턴스 + 전기자 누설 리액턴스)
(Xs = Xa + Xℓ) ↓ Z's = ra+ j(Xa + Xℓ)
전기자 저항에 의한 전압 강하 : Vra = ra
동기 리액턴스에 의한 전압 강하 : Vx = jXs
동기 임피던스에 의한 전압 강하 : Vz = Vra + Vx
= ra + jXs
= (ra + jXs)
= Zs
동기발전기의 특성
1. 특성곡선과 전압변동률
1> 무부하 시험
o 동기 발전기에서 무부하 시험 체크하는 순서
계자 전류f[A]와 단자 전압 V[V]의
관계를 전류 Af와 전압계 V에 의하여
관찰한다
2> 무부하 포화곡선
동기 발전기의 무부하에서 계자 저항을 조정하여 계자 전류 f를 증가하면 처음에는 무부하 단자 전압 V는 f에 비례한다. f가 어느 정도 이상이 되면 철심의 자기 포화 현상으로 V의 증가는 줄어들어 포화 곡선이 된다.
순서
1. 원동기를 운전하며 동기 발전기를 전격 속도로 운전한다
2. 동기 발전기의 단자를 무부하로 함.
3. 계자 저항 Rf[Ω]을 최대로 한다.
4. 직류 전원의 스위치 S를 닫고 여자 한다.
5. 계자 저항 Rf[Ω]을 서서히 줄여 계자 전류ㅣf[A]를 점차 증가시킨다.
자속밀도 B와 자속 φ 및 유도 전압 V는 비례하고 자장 H와 계자 전류 f는 비례하므로 B - H, φ - f, V - f 특성은 동일하다.
3> 전압변동률
발전기의 속도와 여자를 변화시키지 않고 정격 속도로 정격 역률의 정격 출력에서 무부하로 하였을 때의 전압 변동이 정격 전압에 대한 백분율로 표시 한 것을 말한다.
전압변동률 ε = V0 - Vn / V0 * 100[X]
V0 : 정격 출력에서 무부하로 하였을 때의 단자 전압
Vn : 정격 단자 전압
유도성 부하(V0 > Vn)ε : +, 용량성 부하(V0 < Vn)ε : -
단락비가 클수록 전압 변동률은 적어진다.
4> 단락특성
ㅇ 단락곡선
동기발전기를 정격 속도에서 3상을 단락하고 계자 전류f를 증가 시킬 때 단락 전류 s의 변화 곡선을 단락곡선(short circuit curve)이라 한다
단락곡선이 직선이 되는 이유??
동기 발전기의 3상을 단락시키고 정격 속도로 운전하여 계자 전류를 증가시키면 단락 전류가 증가하여 전기자 반작용이 심하며 ra< 5>　단락비와 동기기
O. 단락비
동기 발전기가 정격 전압 Vn[V]를 유도하고 있을 때, 갑자기 3상 단락을 시키면 단락 전류는 시간이 경과함에 따라 감소하다 마지막에는 지속 단락 전류 's[A]와 같은 값이 흐르게 됩니다. 따라서 지속 단락 전류 's[A]가 정격전류 n[A]의 몇 배가 되는가를 나타내는 값 S를 의미합니다.
구분/기계류
동기계
철기계
단락비
작다
크다
단락전류
작다
크다
전기자 반작용
크다
작다
동기임피던스
크다
작다
철의 사용
적다
많다
중 량
가볍다
무겁다
기계의 치수
작다
크다
공 극
작다
크다
철손, 풍손
적다
많다
효 율
좋다
나쁘다
가 격
싸다
비싸다
O. 동기계와 철기계의 비교

키워드

동기기,   회전계자형,   유도기전력,   전기자철심,   여자기,   권선법