동기기란??

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목차

1. 동기 발전기
(1) 동기발전기 원리
(2)수소냉각 방식의 장단점
(3) 동기 속도와 주파수와의 관계
(5) 회전계자형으로 하는 이유
(6) 동기발전기 유기기전력
(7) 동기 발전기의 전기자 권선법
(8) 동기발전기의전기자 반작용
(9) 동기임피던스와 유기 기전력
(10) 비돌극기 동기 발전기의 출력
(11) 동기 발전기 단락전류와 단락비
(12) 퍼센트 동기 임피던스(%Z)
(13) 동기발전기의 병렬 운전

2. 동기 전동기
(1) 동기 속도 및 토크와 동기 와트
(2) 동기 전동기 기동법
(3) 동기 전동기 특성
(4) 동기 전동기 전기자 반작용
(5) 위상특성곡선
(6) 동기 발전기의 안정도
(7) 난조(Hunting)
(8) 회전변류기

본문내용

하 포화곡선
3상 단락곡선
In
< 단락비>

단락비가 큰 기계<철기계>
<장점>
동기 임피던스가 작다
전압 변동이 작다.
전기자 반작요이작고, 계자의 기자력이 크다
전기자 기자력은 자고 출력이 향상 된다.
자기여자를 방지 할수있다.
<단점>
철손이 크고 단락전류가 크다.
효율이 나쁘다.
발전기형태가 커지고 가격이 고가다.
단락비가 작은 기계 (동기계)
단락비가 작은 동기계는 철기계와 상반된 특성을 가지나 발전기 특성 면에서 단락비가 큰기계보다 특성이 떨어진다.
수차발전기 단락비 : 0.9 ~ 1.2
터빈발전기 단락비 : 0.6 ~ 1.0
(12) 퍼센트 동기 임피던스(%Z)
동기발전기의 동기 임피던스를() 으로 나타내지않고 백분율로 나타낸 퍼센트 동기 임피던스 %Zs는 다음식으로 표현되며, 또한 퍼센트 동기 임피던스는 단락비의 역수다.
100
%Zs(한상의 동기 임피던스)=
(: 한상의 정격 전류, :한상의 정격 전압(상전압), : 한상의 동기 임피던스)
3상 기기에서는 다음 식으로 정리될수 있다.
P: 3상 정격출력 [kvA]
V: 정격전압 [kV]
☞
(13) 동기발전기의 병렬 운전
동기 발전기는 병렬 운전 시키려면 각 잘전기는 다음 조건을 만족해야 한다.
기전력의 크기가 같을 것
기전력의위상이 같을 것
기전력의 주파수가 같을 것
기전력의 파형이 같을 것
기전력의 상회전이 일치할 것
1) 기전력의 크기가 같지 않을때
A발전기의 유기기전력의 크기와 B발전기의 유기기전력의 크기가 서로 같지 않을 때 기전력의 차 때문에 순화전류가 발생되는데 이 순환 전류는 기전력이 큰 쪽에서 작은 쪽으로 흐르게 된다. 이때 이 순환 전류는 유효부의 크기는 변화 시키지 않고 무효부의 크기만 변화시키므로 무효 순화 전류 또는 무효 횡류라 한다.
( ) 기전력의 차가 있으면(여자전류가 변하면)
☞
V
A발전기의 여자전류를 증가시키면 자속이 증가하여 기전력 Ea가 증가하므로 무효분이 증가하게 되고 역률이 나빠진다. 반대로 B 발전기는 역률이 좋아진다.
2) 기전력의 위상이 같지 않을때
두 발전기가 병렬 운전 중 한쪽 발전기의 원동기 출력이 변하게 되면 두 발전기의 위상이 같지 않게 되는데 이때 위상차 때문에 A발전기에서 B발전기로 순환전류가 흐르게 되는데 이때 이 순환 전류는 두발전기의 위상을 같게 하려고 하는 전류가 되기 때문에 동기화 전류라 하며 또한 유효분의 크기만 변화시키므로 유효 횡류라고도 한다.
()→ 위상차가 생기면 동기화 전류(유효횡류)가 흐른다.
(원동기의 출력이 변하면)
☞
= -
동기화 전류 때문에 서로 위상이 같게 될려고 수수를 하게 되기 때문에 이때 발생되는 전력을 수수전력(授受電力) 이라고한다.
☞ [w]
2. 동기 전동기
(1) 동기 속도 및 토크와 동기 와트
동기 속도
토크
동기 와트
전동기 소도가 동기속도 일때 토크와 출력은 정비례하므로 토크의개념을 와트로 환산할 수있다. 이때 이 와트를 동기와트라고 하며 곧 토크를 의미한다.
< 동기 전동기 고정자와 회전자>
(2) 동기 전동기 기동법
동기 전동기는 동기속도에서만 토크를 발생하므로 가도시 N=0에서 기동토크가 발생하지 않으므로 기동을 시켜주어야 한다.
☞ 기동법 자기동법 : 제동권선 이용한다.
유도전동기법 : 유도전동기를 이용하여 토크를 발생한다.
(3) 동기 전동기 특성
1) 장점
속도가 일정하다.
언제나 역률 1로 운전할 수 있다.(역률을 지상 지상으로 조정할수 있다.)
효율이 좋다.
공극이 크고 기계적으로 튼튼하다.
2) 단점
기동시 토크가 영이 되어 기동이 어렵다.
소도 제어가 어렵다.
구조가 복잡하다.
가격이 고가이다.
지류 전원 설비가 필요하다. (직류 여자 방식)
(4) 동기 전동기 전기자 반작용
전기자 전류와 공급 전압이 동위상일 경우
교차 자화 작용(편자작용
전기자 전류가 공급 전압보다 90도 뒤진 경우
자화 작용(증자작용)
전기자 전류가 공급 전압보다 90도 앞선 경우
감자작용
(5) 위상특성곡선
s T
뒤진전류(지상) 앞선전류(진상
안정성 C
d
c
b
a E
O A
V
< V곡선> < 위상특성>
,
여자 전류를 감소 : 역률은 뒤지고, 전기자 전류증가
여자 전류를 증가 : 역률은 앞서고, 전기자 전류증가
전기자 전류 최소⇒
출력이 증가 할수록 곡선은 상향이 된다.
(6) 동기 발전기의 안정도
송전 계통에서 사고가 일어났을 때 동기기는 가능한한 운전을 계속하고 정전을 피하지 않으면 안된다. 안정된 운전이 계속될 수 있는 정도를 안정도라 한다.
정태 안정도 : 여자를 일정하게 유지하고 부하를 서서히 증가하는 경우 탈조하지 않고 어느 범위까지 안정하게 운전할 수 있는 정도를 말하는 것으로 그 극한에 있어서의 전력을 정태 안정 극한 전력이라고 한다.
동태 안정도 : 발전기를 송전선에 접속하고 자동 전압조정기(AVR)로 여자 전류를 제어하며 발전기 단자 전압이 정전압을 안정하게 운전할 수 있는 정도를 말한다.
과도 안정도 : 부하의 급변, 선로의 개폐, 접지, 단락 등의 고장 또는 기타의 원인에 의해서 운전상태가 급변하여도 계통이 안정을 유지하는 정도를 말한다.
안정도 증진법
☞ 동기 임피던스를 작게한다.
속응 여자 방식을 채택한다.
회전자에 플라이 휘일을 설치하여 관성 모멘트를 크게한다.
정상 임피던스는 자고, 영상 역상 임피던스를 크게 한다.
단락비를 크게한다.
토오크
()
O 안전운전의범위
< 안정운전의 범위>
(7) 난조(Hunting)
부하의 급변 소도가 너무 예민하거나, 송전계통 이상 현상, 계자에 고조파가 유기될 때 발전기 회전자가 동기 속도를 찾지 못하고 심학 진동하게 되어 차후 탈조가 일어나는 이러한 현상을 말하며 이 난조 방지법으로는 자극면을 제동 권선을 설치하는 방법이 주로 사용된다.
(8) 회전변류기
일종의 정류기로서 교류전력을 직류전력으로 변성하는 회전기계이다.
그림에서 전기자 권선에는 교류 전압전류가 흐르지만 정류자와 브러시를 통해 직류 전력으로 변화되는 것이다.
AC +
DC
-
< 회전변류기의 단면도>

키워드

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