동기발전기의 구조 및 원리
전기기사 필기 2014년 3회 49번
| 과목 / 챕터 | 전기기기 / 동기기 |
|---|---|
| 인지 유형 | memory |
| 난이도 | Level 2 |
Q문제
회전 계자형 동기 발전기에 대한 설명으로 틀린 것은?
선택지 분석
1
전기자 권선은 전압이 높고 결선이 복잡하다.
오답 함정 분석
전기자 권선은 고전압이 유도되고 결선이 복잡하여 절연과 인출이 어렵기 때문에 고정자로 사용하는 것이 일반적입니다.
대용량의 경우에도 전류는 작다.
정답 상세 해설
대용량 동기 발전기는 출력 전압뿐만 아니라 부하에 공급하는 전류 또한 매우 큽니다.
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Step 1: 동기 발전기의 용량(P)은 전압(V)과 전류(I)의 곱에 비례하므로, 대용량 발전기일수록 전기자에 흐르는 전류의 크기는 매우 커지게 됩니다.
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Step 2: 회전 계자형을 사용하는 주된 이유는 대전류가 흐르고 결선이 복잡한 전기자를 고정시켜 구조적 안정성을 확보하고, 상대적으로 소요 전력이 적은 계자를 회전시키기 위함입니다.
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Step 3: 따라서 대용량임에도 전류가 작다는 설명은 발전기의 용량 정의 및 설계 목적에 부합하지 않는 틀린 설명입니다.
3
계자회로는 직류의 저압회로이며 소요 전력도 적다.
오답 함정 분석
계자회로는 저압 직류를 사용하며 소요 전력이 전체 용량의 1~3% 정도로 적어 슬립링을 통한 전류 공급이 용이합니다.
4
계자극은 기계적으로 튼튼하게 만들기 쉽다.
오답 함정 분석
계자극은 구조가 단순하여 기계적으로 견고하게 제작할 수 있으며, 이는 고속 회전 시 발생하는 원심력을 견디기에 유리합니다.
자주 묻는 질문
Q.
왜 동기 발전기는 회전 계자형을 주로 사용하나요?
전기자 권선은 고전압과 대전류가 흘러 절연이 어렵고 구조가 복잡하므로 고정시키고, 상대적으로 전압이 낮고 구조가 단순한 계자를 회전시키는 것이 전기적, 기계적으로 훨씬 유리하기 때문입니다.
Q.
회전 계자형에서 계자 회로의 특징은 무엇인가요?
계자 회로는 저압 직류를 사용하며 소요 전력이 적습니다. 따라서 슬립링과 브러시를 통해 회전부에 전류를 공급하기가 쉽고 절연에 대한 부담이 적습니다.