전기기기 제2장 직류발전기의 원리 및 구조

1. 직류 발전기의 원리 및 구조

 

전기기기를 배우기에 앞서 플레밍의 왼손법칙과 오른손 법칙을 배우는 것이 첫 순위이다. 

플레밍의 왼손법칙은 전동기에 적용되는 법칙이고 플레밍의 오른손 법칙은 발전기에 적용이 되는 법칙이다.

F : N 실제 힘의 방향이고, B는 자속밀도로 Wb/m^2 , I는 전류로 A이다.

현재 직류발전기에 설명을 하므로 플레밍의 오른손 법칙을 적용하여야하며 전기를 만드는 역할이 처음시작이기에 오른손이 물건을 만질때나 시작하므로 발전기는 오른손 이렇게 암기한는 것이 좋다.

전기자 : 발전기나 전동기에서 자기장으로부터 유도 기전력을 발생시키는 코일을 가진 회전하는 부분을 이른다.

전기자는 즉 코일부분을 말하며 현재 내부에서 회전하는 코일을 전기자라고 한다.

계자 : 자속을 만드는곳

 

(1) 도체 1개에 유도된 기전력     V      B  자속밀도Wbm     도체의길이m V  주변속도ms 1) 자속밀도()  전기자표면적 총자속수         Wbm   2) 주변 속도(기준 : 초당)     초당 속도   rps 분당 속도N  rpm ㅇ   원의 둘레×초당 속도      ms 원의 표면적 : S   ×   ×   N S 브러시(brush) :회전자각속도     자력선의 방향(N→S) 전기자(armature) R 정류자(commutator) 계자(field) f  2 정현파=sin파 회전 - 2 - (2) 정류자를 통과한 파형 → 직류 파형 코일수, 정류자편수(K) 1) 도체수 및 정류자편수가 적은 상태에서 합성하면 최대 및 최소의 차가 큰 맥류 전압이 발생 → 방지대책 : 도체수 및 정류자편수를 많이 감으면 거의 맥동이 없는 크기가 일정한 직류 파형을 얻을 수 있다. 2) 위상차 :  정류자편수 한주기    (3) 직류기의 구조 1) 계자(field : 자석, 극수) : 자속을 만드는 부분 2) 전기자(armature) : 자속을 절단하여 기전력을 유도하는 부분 3) 정류자(commutator) : 브러시와 접촉하여 전기자에 유도된 교류기전력을 직류로 변환하는 부분 4) 브러시(brush) ① 정류자면과 접촉하여 전기자권선과 외부 회로 연결 ② 브러시홀더(brush holder) : 브러시를 정류자면에 일정한 압력으로 접촉시키는 장치 →0.15∼0.25kgcm   ③ 로커(rocker) : 브러시 홀더를 정류자면에 따라 이동시키는 경우 사용 ④ 브러시 종류 ∙탄소 브러시(carbon brush) : 전류용량이 적은 소형기, 저속기에 사용(직류기) ∙ 전기흑연 브러시(electro graphite brush) : 접촉저항 및 마찰계수가 크므로 각종 기계에 광범위하게 사용 ∙ 금속흑연 브러시(metallic carbon brush) : 저전압, 대전류 ※ 직류기 3대 요소 : 전기자, 계자, 정류자