4. 분권 발전기의 무부하시 속도특성

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편집자 :조희환


목차

실습목표

  • 무부하 분권 발전기의 속도변동에 따른 전압 특성을 설명할 수 있다.
  • 무부하 분권 발전기의 계자전류 변동에 따른 전압 특성을 설명할 수 있다.

개요

직류 발전기에서 유기되는 기전력의 크기는 e = KNΦ 의 형태로 주어진다. 여기서 e 는 유기기전력, N은 회전속도, Φ는 자속의 크기를 말한다.K는 물론 기계적으로 정해지는 상수이다. 즉, 유기 기전력의 크기는 회전속도 (원동기의 회전속도)가 클수록 커진다는 것이다. 다른 변수는 자속의 크기 Φ는 분권 발전기에서는 병렬 연결된 자체 기전력에 의해서 발생하게 된다. 즉, 정상상태의 기전력에서는 병렬 연결 특성으로 본권 계자에 일정한 전류가 발생하고 이것은 역시 이 크기에 비례한 자속의 크기를 발생시킨다. 여기서 한가지 주의할 점은 전류의 변화가 자속의 변화와 선형적 비례 관계가 아니라 자기 포화의 형태를 띄게 된다는 것이다. 실습을 통하여 이러한 사실을 확인해 본다.

준비물

  • 직류발전기(DCG-100)
  • 직류전동기(DCM-100)
  • 직류전압계(0~150V)
  • 직류전류계(0~0.5A)
  • 0~150V/1A 직류전원장치
  • 0~150V/5A 직류전원장치

실습

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1. 직류발전기를 적류전동기와 연결하고 그림 1-4와 같이 결선한다. 발전기의 계자가변저항기를 최대저항으로 조정한다. 전동기의 계자가변저항기를 최소저항으로 조정한다. 150V DC 전동기 입력 전압이 125[V]로 공급되도록 설정한다. (이 경우는 타여자 발전기의 결선으로 구성된 것이다)
2. 결선을 점검받은 뒤에 전동기를 기동시키고 125V DC전원의 출력전압을 천천히 증가시켜서 1500[rpm]으로 속도를 조정한다.(만약 DM-100을 전동기로써 사용한다면 125V DC전원의 출력전압을 125[V]로 천천히 증가시킨 후 전동기 속도를 상승시키기 위하여 전동기의 가변 저항기를 사용한다.) 또한 발전기의 계자저항을 조정하여, 발전기의 출력전압을 102V DC로 조정한다.(만약 DM-100을 발전기로 사용한다면 100[V]로 한다.)
3. 125V DC전원의 전압을 변화 시키며 속도를 1500[rpm], 1200[rpm], 900[rpm], 600[rpm]으로 맞추고 이때의 발전기 출력 단자 전압을 측정한다

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4. 그럼 1-5에 나타낸 바와 같이 직류발전기를 결선한다. 계자저항기를 최대저항 위치까지 조정한다.
5. 발전기가 1500[rpm]으로 구동되는 상태에서 계자가변저항기를 조정하여 전압이 60V DC가 되도록 한다. (만약 DM-100이 발전기로써 사용된다면 55[V]로 맞춘다)
6. 125V DC전원의 전압을 변화 시키며 속도를 1500[rpm], 1200[rpm], 900[rpm], 600[rpm]으로 맞추고 이때의 발전기 출력 단자 전압을 측정한다.

실습평가

1.여자 직류 발전기와 같은 결과가 나온 이유는 무엇인가?
2.그림 1-4에 있는 결선에서 계자 전류의 값은 e=KNΦ 의 수식에서 어느 요소와 관련이 있는가?
3. 타여자와 자여자 분권의 모양이 어떻게 다르며 다른 이유는 무엇인가?
개인 도구