동기발전기의 특성
전기기사 필기 2012년 3회 44번
| 과목 / 챕터 | 전기기기 / 동기기 |
|---|---|
| 인지 유형 | memory |
| 난이도 | Level 3 |
Q문제
돌극형 동기 발전기의 특성이 아닌것은?
선택지 분석
1
직축 리액턴스 및 횡축 리액턴스의 값이 다르다.
오답 함정 분석
돌극형은 회전자 구조상 공극이 불균일하여 직축 리액턴스(Xd)와 횡축 리액턴스(Xq)가 서로 다른 값을 가집니다.
2
내부 유기기전력과 관계없는 토크가 존재한다.
오답 함정 분석
돌극형에서는 계자 자속(유기기전력)이 없어도 자기 저항의 차이에 의해 발생하는 리액션 토크가 존재합니다.
최대 출력의 출력각이 90도이다.
정답 상세 해설
돌극형 동기 발전기는 리액션 토크의 영향으로 인해 부하각(출력각)이 90도보다 작은 지점에서 최대 출력이 발생합니다.
•
Step 1: 돌극형 발전기의 출력 식은 P = (EV/Xd)sinδ + (V^2/2)(1/Xq - 1/Xd)sin2δ로 표현됩니다.
•
Step 2: 식의 두 번째 항인 리액션 토크 성분은 sin2δ 함수를 따르므로, 전체 출력 곡선의 정점은 90도보다 앞당겨지게 됩니다.
•
Step 3: 따라서 원통형 발전기와 달리 돌극형 발전기의 최대 출력 부하각은 통상 60도에서 70도 사이에서 형성됩니다.
4
리액션 토크가 존재한다.
오답 함정 분석
돌극형 회전자는 자기 저항이 최소가 되는 방향으로 정렬하려는 성질이 있어 리액션 토크(반동 토크)가 발생합니다.
자주 묻는 질문
Q.
돌극형 발전기에서 리액션 토크가 발생하는 이유는 무엇인가요?
회전자의 돌극 구조로 인해 직축과 횡축의 자기 저항이 다르기 때문입니다. 이 저항 차이에 의해 자속이 잘 흐르는 방향으로 회전력이 발생합니다.
Q.
원통형 발전기와 돌극형 발전기의 최대 출력각은 어떻게 다른가요?
원통형 발전기는 리액션 토크가 없어 90도에서 최대 출력이 발생하지만, 돌극형은 리액션 토크가 더해져 90도보다 작은 각도에서 최대 출력이 발생합니다.
Q.
리액션 토크가 발전기 운전에 주는 장점은 무엇인가요?
리액션 토크는 동기화력을 보강해 주는 역할을 하여, 부하 급변 시에도 발전기가 동기를 유지하려는 안정도를 높여줍니다.