먼저, 논의의 모호함을 피하기 위해 논의 범위를 한정해야 합니다. 여기서 논의하는 발전기는 브러시리스 3상 교류 동기 발전기를 의미하며, 이하에서는 "발전기"라고만 칭합니다.
이러한 유형의 발전기는 최소한 세 가지 주요 부분으로 구성되며, 이에 대해서는 다음 설명에서 다루겠습니다.
주 발전기는 주 고정자와 주 회전자로 구성됩니다. 주 회전자는 자기장을 생성하고, 주 고정자는 전력을 생산하여 부하에 공급합니다. 여자 발전기는 여자 고정자와 회전자로 구성됩니다. 여자 고정자는 자기장을 생성하고, 회전자는 전력을 생산하여 회전하는 정류자를 통해 정류된 후 주 회전자에 전력을 공급합니다. 자동 전압 조정기(AVR)는 주 발전기의 출력 전압을 감지하고, 여자 고정자 코일의 전류를 제어하여 주 고정자의 출력 전압을 안정화하는 역할을 합니다.
AVR 전압 안정화 작업 설명
AVR의 작동 목표는 발전기 출력 전압을 안정적으로 유지하는 것으로, 일반적으로 "전압 안정기"라고 알려져 있습니다.
AVR(자동 전압 조절기)은 발전기 출력 전압이 설정값보다 낮을 경우 여자기의 고정자 전류를 증가시켜 주 회전자 여자 전류를 증가시키는 방식으로 작동하며, 이는 주 발전기 전압을 설정값까지 상승시키는 것과 같습니다. 반대로, 여자 전류를 감소시켜 전압을 낮추도록 합니다. 발전기 출력 전압이 설정값과 같으면 AVR은 조정 없이 기존 출력을 유지합니다.
또한, 전류와 전압 사이의 위상 관계에 따라 교류 부하는 세 가지 범주로 분류할 수 있습니다.
저항 부하는 전류가 인가된 전압과 위상이 같고, 유도 부하는 전류의 위상이 전압보다 뒤쳐지며, 용량성 부하는 전류의 위상이 전압보다 앞섭니다. 이 세 가지 부하 특성을 비교하면 용량성 부하를 더 잘 이해할 수 있습니다.
저항 부하의 경우, 부하가 클수록 발전기의 출력 전압을 안정화하기 위해 주 회전자에 필요한 여자 전류가 커집니다.
다음 논의에서는 저항 부하에 필요한 여자 전류를 기준으로 삼을 것이며, 따라서 이보다 큰 값은 '더 큰'으로, 작은 값은 '더 작은'으로 지칭할 것입니다.
발전기의 부하가 유도성일 경우, 발전기가 안정적인 출력 전압을 유지하려면 주 회전자에 더 큰 여자 전류가 필요합니다.
용량성 부하
발전기가 용량성 부하를 만나면 주 회전자에 필요한 여자 전류가 작아지므로, 발전기의 출력 전압을 안정화하기 위해서는 여자 전류를 줄여야 합니다.
왜 이런 일이 일어났을까요?
용량성 부하에 흐르는 전류가 전압보다 앞서 있다는 점을 여전히 기억해야 합니다. 이러한 앞선 전류(주 고정자를 통해 흐르는 전류)는 주 회전자에 유도 전류를 발생시키는데, 이 유도 전류는 여자 전류와 양의 상관관계를 가지므로 주 회전자의 자기장을 강화합니다. 따라서 발전기의 안정적인 출력 전압을 유지하려면 여자 전류를 줄여야 합니다.
용량성 부하가 클수록 여자기의 출력은 작아집니다. 용량성 부하가 일정 수준까지 증가하면 여자기의 출력은 0으로 감소해야 합니다. 여자기의 출력이 0이 되는 것이 발전기의 한계입니다. 이 지점에서 발전기의 출력 전압은 자체적으로 안정화되지 않으므로 이러한 유형의 전원 공급은 적합하지 않습니다. 이러한 한계를 '저여자 한계'라고도 합니다.
발전기는 제한된 부하 용량만 수용할 수 있습니다. (물론, 특정 발전기의 경우 저항 부하 또는 유도 부하의 크기에도 제한이 있습니다.)
프로젝트에서 용량성 부하로 인해 문제가 발생하는 경우, 킬로와트당 용량이 더 작은 IT 전원을 사용하거나 인덕터를 사용하여 보상할 수 있습니다. 발전기가 "저여자 한계" 영역 근처에서 작동하지 않도록 하십시오.
게시 시간: 2023년 9월 7일
