1. 동기 발전기 (Synchronous Generator)
ㅇ 외부의 원동력(동력원)에 의해,
- 직류 여자된 회전자(계자, 아주 큰 전자석)가 회전함으로써,
- 기계 내부에서 회전 자계가 발생하며,
- 고정자(전기자) 권선에 3상 전압을 유도시킴
2. 동기 발전기 특징
※ 교류 발전기의 대부분이, 동기 발전기임
ㅇ 통상, 회전 계자형
- 전기자 보다 계자를 회전시키므로 인해, 기계적으로 튼튼하고 수명이 김
- 한편, 직류 발전기는 주로, 회전 전기자형 임
ㅇ 회전자에 직류 전류 공급
- 계자 권선에는 직류(DC) 전류를 공급하여 전자석을 형성
- 계자 전력이 출력 전력에 비해 작음
- 저 전압 여자 방식으로 절연 및 냉각이 용이
ㅇ 회전자의 회전 속도에 의해, 발생 교류 전압의 주파수가 결정됨
- f = PN/120
. f : 출력 주파수, P : 극수, N : 회전 속도 [rpm]
ㅇ 기전력의 파형 개선을 위해 (이상적인 정현파 전압을 얻기 위해), 전기자 권선을 개선
- 분포권 : 권선을 여러 슬롯에 분산 배치하여 고조파 감소
- 단절권 : 코일 간격을 짧게 하여 특정 고조파 억제
3. 동기 발전기 구성 요소
ㅇ 원동기 : 기계적 회전력 공급
ㅇ 회전자(계자) : 직류 여자 → 회전자계 발생
ㅇ 고정자(전기자) : 회전자계 쇄교 → 3상 교류 발생
ㅇ 여자 시스템 : 계자 전류 공급
ㅇ 출력 : 3상 교류 전력
4. 동기 발전기 종류 : (회전자에 따른 구분)
ㅇ 회전 계자형 (일반적임)
- 대용량 발전기에 가장 많이 사용
- 수력,화력,원자력 발전소 발전기 대부분 적용
ㅇ 회전 전기자형
- 구조가 간단하지만,
- 회전부에서 고 전압 대 전류를 취급해야 하므로,
- 대용량에는 부적합, 소형 발전기 등에 사용
ㅇ 유도자형
- 회전자에 권선이 없고, 철심 형상 변화로 자기 변화를 발생
- 견고하고 고속 회전에 적합
- 특수 발전기, 고주파 발전기 등에 사용