직류발전기의 종류와 특성 및 운전

전기기사 필기 2003년 3회 55번

분권 발전기에서 전기자 전류($I_a$)는 외부 부하로 흐르는 부하 전류($I$)와 병렬로 연결된 계자 권선으로 흐르는 계자 전류($I_f$)의 합($I_a = I + I_f$)으로 계산합니다.

Q문제

100 [k W], 230 [V]

자여자식 분권 발전기에서 전기자 회로저항이

0.05 [Ω]

이고 계자 회로저항이

57.5 [Ω]

이다. 이 발전기가 정격전압 전부하에서 운전할 때 유기전압을 계산하면?

유사 문제 링크

선택지 분석

232[V]

부하 전류와 계자 전류를 정확히 산출하지 않고 임의의 작은 전압강하를 적용하여 도출된 오답입니다.

242[V]

전기자 전류 계산 시 부하 전류나 계자 전류 중 일부를 누락하여 전압강하를 작게 계산한 오답입니다.

252[V]

분권 발전기의 유기기전력은 단자전압과 전기자 저항에 의한 전압강하의 합으로 계산합니다.

•

Step 1: 부하 전류(

I

)와 계자 전류(

I_{f}

)를 계산합니다. 부하 전류

I = \frac{P}{V} = \frac{100 , 000}{230} \approx 434.78 [A]

입니다. 계자 전류

I_{f} = \frac{V}{R _{f}} = \frac{230}{57.5} = 4 [A]

입니다.

•

Step 2: 전기자 전류(

I_{a}

)를 계산합니다. 분권 발전기에서 전기자 전류는 부하 전류와 계자 전류의 합이므로,

I_{a} = I + I_{f} = 434.78 + 4 = 438.78 [A]

입니다.

•

Step 3: 유기기전력(

E

)을 계산합니다. 유기기전력

E = V + I_{a} R_{a} = 230 + (438.78 \times 0.05) = 230 + 21.939 = 251.939 [V]

입니다. 따라서 약

252 [V]

가 됩니다.

262[V]

전기자 전류나 저항값을 과다하게 적용하여 내부 전압강하를 실제보다 크게 산정한 오답입니다.

분권 발전기에서 전기자 전류는 어떻게 구하나요?

분권 발전기에서 전기자 전류(

I_{a}

)는 외부 부하로 흐르는 부하 전류(

I

)와 병렬로 연결된 계자 권선으로 흐르는 계자 전류(

I_{f}

)의 합(

I_{a} = I + I_{f}

)으로 계산합니다.

유기기전력을 구할 때 왜 단자전압에 전압강하를 더하게 되나요?

발전기 내부 전기자에서 생성된 총 전압(유기기전력) 중 일부가 내부 전기자 저항을 통과하며 손실(전압강하)되고, 그 나머지가 외부로 출력되는 단자전압이 되기 때문입니다. 따라서 원래 생성된 전압을 구하려면 단자전압에 내부 손실분을 더해야 합니다.