동기발전기*

전동기

직류전동기
BLDC모터
동기발전기
동기발전기(병렬운전)
동기전동기
동기전동기(기동방법)
동기기의 이상현상
유도전동기
유도전동기의 기동방식
유도전동기(속도제어)
전동기(제동법,역전법)
전동기(효율적 제어방식)

동기전동기 기동방법

목차(동기발전기)

1️⃣동기 발전기의 원리 및 구조

1)동기기의 구조

고정자 : 3상의 계자권선이 감겨있다
회전자 : 여자코일에 의해 전자석이 된다
슬립링 : 여자코일에 직류전압을 가해 주는 장치
정류기 : 교류에서 직류를 변환하는 장치

2)동기속도

회전자가 여자되어 회전 시 고정자에 전압을 유기하여 발전한다
동기속도 :

\[N_s=\frac{2f}{P}[rps]=\frac{120f}{P}[rpm]\]

3)동기기 출력 및 동기화 조건

\[P=VI\cosϕ[W]=\frac{VE}{X}\sinδ[W]\]

V : 단자전압, E : 역기전력, X : 리액턴스, δ : 상차각

동기운전조건이되어야 한다

\[ \frac{dP}{dδ}\gt0\]

4)동기 발전기의 유기 기전력

1상 유기 기전력

\[E=4.44K_ωfWϕ[V]\]

W : 1상의 전권수, Kw : 권선계수, f : 주파수,
φ : 1극당의 자속 수[Wb]
Y결선 시 단자전압 : V=3E

5)회전자에 의한 동기기 분류

회전 전기자형 : 특별한 경우가 아니면 거의 쓰이지 않는다.
회전 계자형 : 일반적으로 회전 계자형을 사용
- 계자 권선 : 저압 소요전력이 작음, 인출도선이 2개
- 전기자 권선 : 고압, 대용량 전류, 인출도선 4개, 결선이 복잡함
- 종류 : 돌극형과 비 돌극형

2️⃣전기자 권선법

1)집중권

매 극 매상의 코일을 한 슬롯에 집중하여 감은 것

2)분포권

매 극 매상의 코일을 2개 이상의 슬롯에 분산하여 분산하여 감은것
장점 : 고조파 제거, 누설 리액턴스 감소, 과열방지
단점 : 유기 기전력 크기 감소

3)전절권

코일 피치를 자극 피치와 같게 감은것

4)단절권

코일 피치를 자극피치보다 짧게 감은 것
장점 : 고조파 제거, 동량 절감, 크기가 작아짐
단점 : 유기 기전력 크리 감소함

3️⃣전기자 반작용

전압과 전류가 동상인 경우

1)전압과 전류가 동상인 경우

자속이 한쪽으로 치우치는 편자작용
자속이 왜곡되어 고조파가 발생

2)전류가 전압보다 90°늦은 경유

전기자 자속에 의해 감자작용을한다
낮아진 전압을 보상하기 위해 AVR이 계자전류를 증가
계자회로에 과부하를 주의

3)전류가 전압보다 90°앞선 경우

전기자 자속에 의해 증자작용을 한다
AVR이 계자전류를 감소
발전기 운전이불안정하므로 단락비를 크게

4️⃣발전기 내부리액턴스

1)고장전류

무부하 시 단자 간에 고장이 발생하였을 깨 고장전류를 시간에 따라 그래프를 그리면 다음과 같다

2)발전기 내부 리액턴스

발전기 내부 전압의 최대치를 Emax라고 하면
차과도리액턴스

\[X”d=\frac{E_{max}}{I”_{max}}\]

과도리액턴스

\[X′d=\frac{E{max}}{I′_{max}}\]

동기리액턴스

\[X_d=\frac{E_{max}}{I_{max}}\]

발전기 설계에서 이들의 관계

\[X”_d\lt X′_d\lt X_d\]

5️⃣자기여자 현상

1)자기여자 현상

무부하, 경부하 송전선로를 충전할 경우 발전기 단자 전압이 상승하는 현상

2)자기여자 현상 방지법

발전기 2대 이상 병렬 운전한다
단락비가 큰 발전기를 채용한다
충전전압을 낮게 한다
수전단에 변압기를 접속한다
수전단에 리액턴스를 병렬로 접속한다
수전단에 동기조상기를 접속하여 부족여자로 운전한다

6️⃣단락비(Ks)

1)단락비의 정의

무부하 발전기를 3상 단락했을 때의 단락전류와 발전기의 정격용량에 따른 정격전류의 비를 발전기의 단락비(Ks)라 한다

\[Ks=\frac{무부하시정격전압을유지하기위해인가하는여자전류}{3상단락시정격전류를유지하기위해인가하는여자전류}\]

2)단락비가 큰 기기(철기계)

\[K_s=\frac{1}{Z_s}[pu]\]

동기 임피던스가 작다
전기자 반작용 현상이 작다
공극이 크다
계자 기자력이 크다
기계치수가 커진다
철손이 크다
값이 비싸다
출력이 크다
선로 충전용량이 크다
과부하 내량이 크다
안정도가 증진된다

7️⃣동기발전기(병렬운전조건)🌐

기전력 크기가 같을것 → 무효순환전류가 흐른다
기전력 위상이 같을것 → 유효순환 전류(동기화전류)가 흐른다
기전력 주파수가 같을것 → 유효순환전류가 흐른다
기전력 파형이 같을것 → 고주파 무효순환 전류가 흐른다.
기전력 상회전 방향이 같을것 → 과대 돌입전류가 흐른다.

8️⃣동기기의 무효전력

1)동기발전기

계전전류증가 → 전압증가 → 지상 → 무효전력공급

2)동기조상기

계전전류증가 → 전압증가 → 진상 → 무효전력공급

전동기

동기전동기 기동방법

목차(동기발전기)

🌐V1008Z24

동기발전기*