제 8 장 발전기와 전동기 8.1 교류발전기 8.2 3상 교류 발전기 8.3 직류발전기 8.4 직류전동기 8.5 교류전동기

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1 제 8 장 발전기와 전동기 8.1 교류발전기 8.2 3상 교류 발전기 8.3 직류발전기 8.4 직류전동기 8.5 교류전동기
8.6 3상 교류전동기 8.7 스텝 모터 Paul Fleming 2007년 1학기 전기전자공학개론

2 EMF와 EMI 전자력(Electromagnetic force)-자계내에 전류가 흐르는 도체를 두면 도체는 힘을 받는다
플레밍의 왼손법칙 적용 모터의 작동원리 전자유도(Electromagnetic induction)-도선에 자기장을 가하면 전류가 생성 플레밍의 오른손 법칙 적용 발전기의 작동원리 기계적인 회전에너지로 전력 생성 발전기와 전동기의 기본 구성형태 영구자석이나 전자석으로 자계 형성 코일로 만들어진 회전자 코일은 링형 정류자(슬립링)에 연결 정류자는 브러시와 접촉 브러시는 교류전류를 공급/추출 발전기가 작동하기 위한 3대 조건 계자 : 자장 전기자 : 자장 내에 도체 위치 회전자와 고정자 : 자장과 도체의 상대운동 2007년 1학기 전기전자공학개론

3 교류발전기의 작동원리 자계에 대한 회전자의 위치에 따라 유도되는 전압은 정현함수의 형태를 갖는다 전기전자공학개론
2007년 1학기 전기전자공학개론

4 교류발전기의 유형 영구자석은 취성(brittle)재료이므로 크기에 제약이 있다.
영구자석 대신에 계자로 전자석을 사용하거나 회전자와 계자의 역할을 치환하는 등의 다양한 변형이 가능하다. 슬립링에 가해지는 부담 최소화 2007년 1학기 전기전자공학개론

5 회전-계자 방식의 다양한 유형 돌출된 고정자의 코일과 돌극 회전자 돌출된 고정자와 원통형 회전자
홈에 위치한 고정자 권선과 돌극 회전자 홈에 위치한 고정자 권선과 원통형 회전자 2007년 1학기 전기전자공학개론

6 고정자와 전기자 코일 전기자 코일을 원주방향으로 분산하여 원형 계자 내부에 균일한 자기장 형성
전기자 코일의 극수(P)를 늘리면 1회전당 생성되는 전력의 주파수가 늘어난다 f=(P.N)/120 [Hz] = 60 [Hz] in Korea 발전기의 극수를 늘리면 회전자의 회전속도를 줄일 수 있어 발전기가 대형화 할 수록 회전속도를 낮추기 위해 극수를 늘인다 2007년 1학기 전기전자공학개론

7 2상/3상 교류 가정용 교류전원은 2상 -안전성이 높다 -전력 효율이 낮다 산업용 교류전원은 3상 -위험성이 높다
-전력효율이 높다 2상/3상 모두 순시전력은 항상 0 공간적으로 120o의 각으로 회전체에 감겨 있는 코일이 자계 내에서 일정한 속도로 회전하면 각 코일에서는 2/3p 씩 위상차를 갖는 크기와 주파수가 동일한 3 개의 전압이 발생한다 2007년 1학기 전기전자공학개론

8 3상 시스템 w t 위상 A B C 60 o 120 180 240 300 360 2007년 1학기 전기전자공학개론

9 성형결선 3상교류 발전기의 출력선은 6개를 연결하여 3선으로 만드는 방법 Y 형 결선 D 형 결선
3상전력과 가정용 2상 전력간의 변환 240 V , 중간탭 접지로 12.5 kV 3 상 전력 변압기 2007년 1학기 전기전자공학개론

10 직류발전기 정류자와 브러시를 사용하는 원리는 교류발전기와 동이하지만 정류자는 두 개의 반원형 슬립링으로 나누어진다.
전력송전 효율과 안전성의 문제 때문에 교류발전기에 밀려 사장됨 2007년 1학기 전기전자공학개론