동기발전기의 구조 및 원리

전기기사 필기 2020년 3회 55번

Q문제

동기발전기에 설치된 제동권선의 효과로 틀린 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

난조 방지

제동권선의 가장 대표적인 역할로, 회전자의 속도 변화를 억제하여 난조를 방지하는 기능을 수행합니다.

과부하 내량의 증대

제동권선은 주로 난조 방지와 전압 파형 개선을 위해 설치되며, 과부하 내량 증대와는 직접적인 관련이 없습니다.

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Step 1: 제동권선의 기본 원리를 파악합니다. 제동권선은 동기기의 자극면에 설치된 단락 권선으로, 회전자가 동기 속도에서 벗어나려고 할 때 유도 전류를 발생시켜 속도 변화를 억제하는 역할을 합니다.

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Step 2: 제동권선의 주요 효과를 정리합니다. 주요 효과로는 난조 방지, 동기전동기의 자기 기동 토크 발생, 불평형 부하 시 역상 자계 억제를 통한 전압 파형 개선, 불평형 단락 시 이상 전압 방지 등이 있습니다.

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Step 3: 선택지를 분석하여 오답을 판별합니다. 과부하 내량은 주로 동기 임피던스의 크기나 계자 전류의 용량에 의해 결정되는 특성이며, 제동권선의 설치로 인해 직접적으로 증대되는 효과가 아닙니다.

송전선의 불평형 단락 시 이상전압 방지

불평형 고장 시 발생하는 역상 전류에 의한 자계를 상쇄하여 이상 전압이 발생하는 것을 억제합니다.

불평형 부하 시의 교류, 전압 파형의 개선

불평형 부하로 인해 발생하는 고조파 성분을 제동권선이 흡수하여 전압 파형을 왜곡 없이 유지하도록 돕습니다.

제동권선이 난조를 방지하는 구체적인 원리는 무엇인가요?

회전자의 속도가 동기 속도보다 빠르거나 느려질 때 제동권선에 유도 전류가 흐르며, 이 전류가 렌츠의 법칙에 따라 속도 변화를 방해하는 방향으로 토크를 발생시켜 속도를 일정하게 유지합니다.

동기전동기에서 제동권선이 기동에 사용되나요?

네, 동기전동기는 스스로 기동할 수 없으므로 제동권선을 유도전동기의 농형 권선처럼 활용하여 기동 토크를 얻는 '자기 기동법'에 사용됩니다.

과부하 내량을 늘리려면 어떻게 해야 하나요?

과부하 내량을 늘리기 위해서는 동기 임피던스를 작게 설계하거나, 단락비를 크게 하여 전기자 반작용의 영향을 줄여야 합니다.