9. 직권발전기의 출력극성과 전압 확립

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작성자: 윤철중

목차

가. 실습목표

  • 자여자 직권 발전기에서 원동기 회전방향, 계자자속 극성의 변화에 따른 발전기의 출력 전압 극성의 관계를 예측할 수 있다.
  • 이론적 근거를 설명할 수 있다.

나. 개 요

패러데이의 오른손 법칙에서 도체가 자속을 끊음으로서 전류가 발생한다. 직류 발전기에서 도체는 전기자 권선이며, 자속은 계자 권선에 의해서 발생한다. 직류 직권 발전기에서는 발전되는 전압이 운전 중에 계자 권선으로 자속을 형성하는데 기여한다. 즉 발전기의 극성은 전기자 (회전자)의 회전 방향과 직권 계자에 의해서 발생하는 자속의 두 가지에 의해서 영향을 받는다. 직권 계자에서 발생하는 자속은 또한 전기자에 유기된 전압이 어떻게 직권 계자와 연결되었는가에 영향을 받게 된다.
실험에서는 기계적 권선 구조가 어떠한 방식으로 되어 있는 것을 구체적으로 확인하는 것 보다, 직권 계자의 연결 방향을 바꾸는 것과 최종 발전 전압의 변화가 어떠한 관계에 있는 것인가를 확인한다. 더 나아가 직권 발전기에서 전압 확립을 일으키는데 필요한 조건을 확인할 수 있다.

다. 준 비 물

  • DCG-100 직류 발전기(또는 발전기로써 DM-100 직류기)
  • CSM-100 캐패시터 기동 전동기
  • 0~150 Volt 직류 전압계
  • 0~1 Amp 직휴 전류계
  • 저항부하
  • 120 Volt 교류 전원장치

라. 실 습

caption


1. 직류 발전기를 캐패시터 기동 전동기에 연결하고 그림 1-10과 같이 결선한다.


표 1-2
Step.No Direction of Rotation Polarity of Conections Condition of Test
2 CW caption voltage due to residual magnetism
3 CW caption Proper connections to cause build-up
4 CCW caption Voltage reversed direction
5 CCW caption connections for build-up{Reverse rotation}
2. 결선을 점검받은 뒤에 전동기를 기동시킨다. 계자 권선을 연결하지 않고 전기자 단자간 DC 전압을 측정한다. 이 전압은 단지 누설 자속에 기인한 것이다. 보고서에 이 전압의 크기와 극성을 기록한다. 발전기의 기기고정판 오른쪽에 나타난 바와 같이 회전방향을 고려한다.
3. 계자권선과 전기자 단자간 저항부하를 직렬로 연결한다.
a) 저항부하를 약 10단계로 변화시키면서 스위치를 넣는다.
b) 발전기 전압이 상승하면 결선이 정확하게 된 것이고 전압이 감소한다면 직권계자 결선이 역으로 된 것이다. 보고서에 결선과 전기자 극성을 기록한다.
4. 전기자를 개방시키고 지동권선에서 결선을 바꿈으로써 회전방향을 반대로 한다. 직권 계자를 연결하지 않고 이 회전 방향에 대한 전기자 단자간 직류 전압을 측정한다. 보고서에 이 전압의 값과 극성을 기록한다.이 회전방향에 의해 발전기가 처음상태의 방향으로 되기 위해서는 실습 3으로부터 직원계자 결선을 역으로 할 필요가 있다. 이 결선으로 실습 3에서와 같이 발전기를 동작시키고 보고서에 결선과 전기자 극성을 기록한다.

마. 실습평가

1. 직권 발전기에서 처음 상태의 전압을 유지시키는데 어떤 조건이 필요한가?
2. 직권 발전기 계자를 공급하는데 사용하는 방법과 기구를 설명 하라.
3. 기동기를 쓸 경우 (CSM-100)에는 기동기의 기동권선을 교환할 경우는 어떻게 되는가?
개인 도구