동기발전기 설계 [ 전기 기기 ] comsol를 통한 동기발전기 설계

소개

동기 발전기를 comsol로 설계하여 여러가지 예제를 통해 원리를 알아내용 입니다. 궁금하신것이 있으시면 다운받기전게 코멘트 달아주세요

목차

1.동기발전기의 설계
1.동기발전기의 구조
2.동기발전기의 관련이론

2.동기발전기의 설계문제

3.고찰

본문내용

*동기 발전기의 기본이론
1.동기발전기의 구조
2.동기발전기의 관련이론
♧ 동기발전기는 교류 발전기(AC generator)라고도 하고 전력은 원통형 회전자를 가진 고속 증기터빈과 돌극형 회전자를 가진 저속 수력 터빈으로부터 발전된다. 증기터빈의 증기는 화석 연료,핵연료로부터 얻으며, 때로는 지열 에너지로부터 얻는다. 그리고 1kVA 이하의 크기부터 1500MVA까지의 크기를 가지면서 전세계에 걸쳐 주된 전력 공급원으로 사용되고 있다.
2.동기발전기의 설계문제
예제1) 회전속도를 변경하여 rpm이 120이 된다면?
1.관련이론 :
☞동기 발전기에서는 회전자의 속도와 주파수는 비례관계를 가진다.
예상>회전자속도를 60rpm에서 120rpm로 2배로 늘리면 주파수 역시 2배로 늘어날 것으로 예상된다.
2..COMSOL 설계
<회전속도를 120rpm으로한 모델링> <기전력 그래프>
3.결과해석
기전력(e)
회전속도 60rpm
2.5[V]
회전속도 120rpm
5[V]
주기(T)
회전속도 60rpm
0.25
회전속도 120rpm
0.125
☞회전속도를 60rpm에서 120rpm 으로 2배로 증가 시켰을때 우리가 알고 있던 공식과 같이
주파수는 회전속도에 비례하여 주파수는 2배로 증가한다. 그런데 T=1/f 이므로 주파수가 그림과 같이
0.25 주기에서 약 0.125정도의 주기로 2배정도 작아지는것을 확인 할수 있었고, 주파수와 기전력은 비례하므로 주파수가 2배 증가하므로 기전력 역시 2.5V에서 5V로 증가하는것을 볼수 있었다.
예제2)축방향 길이 L이 0.6[m] 또는 1.0[m]로 커지면?
1.관련이론:
예상>☞축방향의 길이를 증가시키면 면적이 커진다. 면적이 커지면 자속이 커지기 때문에 위의 식과
같이 자속(Φ)와 기전력(Ef)가 비례하여 기전력도 축방향 길이와 비례하여 커질것으로 예상된다.
2.COMSOL 설계
<축방향 길이L를 0.6[M]로 한 모델링> <기전력 그래프>
3.결과해석
기전력(e)
축방향길이
2.5[V]
축방향길이 0.6[m]
약3.7[V]
☞축방향의 길이를 0.4[m]에서 0.6[m]로 증가하게 되면 면적이 증가하게 된다.면적이 증가하면 면적은 자속과 비례하여 자속이 커지게 된다. 그러므로 자속이 커지기 때문에 위의 식과 같이 자속은 기전력과 비례하여 2.5V에서 3.7V로 L의 길이와 비례하여 커지는 것을 확인할수 있었다.
예제3) magnet inner가 0.015[m]에서 0.0075[m]가 되면?
1.관련이론
2.COMSOL 설계
3.결과해석
magnet inner반지름
기전력(e)
0.015
2.5[V]
0.0075
약0.625[V]
☞magnet inner의 반지름을 반으로 줄였으므로 공극의 면적은( S=) 1/4로 감소한다.
자속 에서 면적과 자속은 비례관계임을 알 수 있다.
그러므로 이때 발생하는 기전력은 E=4.44fN 초기값(2.5)보다 4배 감소한 0.625정도임을 확인할 수 있다.
예제4) NN = 1 이 아닌 다른 값, 예를 들면 4 또는 10이 되면 달라지는 것은?

참고자료

· 없음