전기기기 실습 단상 변압기의 극성시험INDEX 실습순서 4 고찰사항 5 실습 회로도 3 1 실습목표 2 사용기기 및 재료 6 결론 7 기타1. 실습목표 단상 변압기의 극성을 정확히 파악 3 상 회로에 단상 변압기를 연결할 수 있음2. 사용기기 및 재료 단상변압기 사용기기 및 재료 교류전압계 파워서플라이3 . 실습회로도 V 1 V 2 AC 0~125V 4A ~ ~ V 3 ~3 . 실체배선도 가극성 실체배선도 실체배선도 감극성1) 옆의 회로도와 같이 연결 2) 단상 교류 전압 조정기를 이용 아래표와 같이 60~110[V] 로 변환한 후 빈칸을 기록 변압기 용량 V 1 [V] V 2 [V] V 3 [V] 극성판정 500[VA] 60 16 78 가극성 ( ) 감극성 ( ) 80 22 105 100 27 134 110 30 146 4. 실습순서 1 2 3 4 5 6 7 V V ⋁ ~ ~ ~3) 극성 판별 4) 주의 사항 4. 실습순서 1 2 3 4 5 6 7 V 3 = V 1 + V 2 ( 가극성 ) V 3 = V 1 - V 2 ( 감극성 ) - 시험 변압기는 N1 N2 이므로 1 차에 전압 인가5) 실습 2) 를 완료 후 변압기 1 차 ,2 차의 각 단상의 명칭을 부여 4. 실습순서 1 2 3 4 5 6 7 U u V v 1 차측 2 차측 감극성 U V V U 1 차측 2 차측 가극성6) 실습 2)~5) 완료 후 반대되는 극성 시험 결선을 하고 2)~5) 를 재 실시 변압기 용량 V 1 [V] V 2 [V] V 3 [V] 극성판정 500[VA] 60 16 45 가극성 ( ) 감극성 ( ) 80 22 60 100 27 74 110 30 82 4. 실습순서 1 2 3 4 5 6 77) 실험 단상 변압기 3 대로 - 결선과 Y-Y 결선을 실험 4. 실습순서 1 2 3 4 5 6 7 U V W U 1 V 1 U 2 V 2 U 3 V 3 u v w u 1 T 1 v 1 u 2 v 2 u 3 v 3 T 2 T 3 - 결선 U V W U 1 V 1 U 2 V 2 U 3 V 3 u 1 u 2 u 3 v 1 v 2 v 3 T 1 T 2 T 3 u v w Y-Y 결선5 . 고찰사항 % 임피던스강하 % 저항강하 % 리액턴스강하 권수비6 . 결론 3 상 결선을 하거나 병렬운전을 하는 경우 극성 명확 각 변압기의 극성이 같을 것 각 변압기의 권수비가 같고 , 1 차와 2 차의 정격전압이 같을 것 각 변압기의 % 임피던스 강하가 같을 것 3 상식에서는 위의 조건 외에 각 변압기의 상회전 방향 및 위상변화가 같을 것 병렬운전 조건Q A 질문사항 있으시면 말씀해주시기 바랍니다 감사합니다{nameOfApplication=Show}
전기기기(電氣機器)1 (Electric Machinery1)차 례2. 직류기 (直流機) direct current3. 동기기 (同期機 ) Synchronous1. 전기기기 (電機器機) 의 기초 基礎)1. 축 2. 정류자 3. 브러시 홀더 4. 브러시 5. 계철 6. 계자철심 7. 계자 코일 8. 전기자 철심 9. 전기자 코일電氣공급 방식(發電에서 家庭까지)우리집은 안전한가?과거: 두꺼비집 현재:누전차단기전기안전은 바로 내가!1. 스위치는 전압선에 연결하여야 한다. 2. 리셉터클의 안쪽에는 전압선(충전선)을 연결하여야 한다, 3. 베이스에는 항상 접지 선이 연결되어야 안전하다 4. 고장 수리시 누전차단기를 그림과 같이 내리고(끄고) 작업을 해야 함전압선접지선안 전생 명전기 안전전기기기 (電機器機) 의 분류(分類)※ 직류발전기 : 유기기전력(E) 단자전압 (V) ※ 전동기 : 역기전력(Ec) 단자전압 (V) ※ 발전기 ↔ 전동기 (서로반대)직류를 발생하는 회전기계를 직류발전기 D.C Generator직류 전원으로 회전하는 기계를 직류전동기 D.C Motor영구 자석■ 자기(Magneticsm)란? 쇠붙이를 당기는 성질 ■ 자석(Magnet)이란? 자기(끌어당기는힘)를 가지고 있는 물체 ■ 영구자석(Permanent Magnet)이란? 자기를 영구적으로 가지는 자석앙페르의 오른손 법칙전자석의 원리▣ 직선 도체에 전류를 흘리면 도체 주위에 자장이 형성된다 ▷ 엄지 손가락→전류의 방향 ▷ 나머지손가락→자력선(자속,자계) 방향e = Bℓv [V]直流發電機의 理論발전기의 원리패러데이의 법칙플레밍의 오른손 법칙▶ 전자 유도 - 자장으로 인해 코일에 기전력이 유도되는 현상 ▶ 패러데이(Feraday'Law) 법칙- 1931년 - 전자유도에 의해 회로에 유도되는 기전력은 회로 와 쇄교되는 자속이 증가 또는 감소하는 정도에 따라 비례한다 ▶ 발전기의 유기 기전력 e = - dΦ/dt = Bℓv sinΘ[V]▶ 도체에 유도되는 기전력의 방향을 결정 ▶ 플레밍의 오른손 법칙 - 도체회전방향으로(전동기 반대 방향) 으로 이동(약 18°정도)하고 정류시 브러쉬에 불꽃이 생기며 정류 불량원인이 된다. ③ 정류자 편간 전압이 불 균일하여 국부적으로 전압이 높아지고 불꽃 섬락이 일어난다.① 편자작용 : 전기자 자속이 자극편의 한끝은 자화 (증자) 시키고 다른 끝은 감자시켜 교차 자화작용 과 감자 작용을 하며 자속 분포가 회전방향(전동 기 는 반대방향)으로 치우치는 편자작용 을 한다. 편자작용 = 교차자화작용 + 감자작용중성점 이동(브러쉬의 위치) 발전기 : 회전 방향에 브러쉬 설치 전동기 : 회전방향 반대 브러쉬 설치 보극설치 : G NS (발전기) M NN(전동기)G NS (발전기)M NN(전동기)전기자 반작용▣ 전기자 반작용의 영향 □ 발전기 ∙ 주 자속이 감소한다. ⇨ 유기 기전력의 감소 ∙ 중성축이 이동한다. ⇨ 회전방향과 같다. ∙ 정류자편과 브러시 사이에 불꽃이 발생한다. ⇨ 정류불량 □ 전동기 ∙ 주 자속이 감소한다. ⇨ 토오크 감소, 속도증가 ∙ 중성축이 이동한다. ⇨ 회전방향과 반대 ∙ 정류자편과 브러시 사이에 불꽃이 발생한다. ⇨ 정류불량 ※ 보극이 없는 직류발전기는 브러시 회전방향으로 이동시킴( 양호 정류를위해)전기자 권선의 자속이 계자권선의 자속에 영향을 주는 현상이다.▣ 전기자 반작용의 방지대책 ∙ 보극과 보상권선을 설치한다. ∙ 보극 ⇨ 중성축 부근의 전기자 반작용을 상쇄시킨다 ∙ 보상권선 ⇨ 대부분의 전기자 반작용을 상쇄시킨다. 가장 유효 한 방법▣ 전기자 기자력 □ 감자기자력 □ 교차기자력 Atd = · = · [AT/극] Atc = · = · [AT/극]IaZ2aP2aπaπIaZaPIaZ2aPπ-2aπβπIaZ2aP전기자 반작용1) Ia가 E0와 동상인 경우→ 교차 자화 작용 (횡축 반작용)→ 역률 1 2) Ia가 E0보다 π/2 뒤지는 경우→ 감자 작용 (직축 반작용)→ 뒤진 역률 3) Ia가 E0보다 π/2 앞서는 경우→ 증자 작용 (자화 작용)→ 앞선 역률전동기는 반대임전압과 전류동상전압보다 전류90°뒤짐전압이(Ia = IS직류전동기의 속도제어회전방향 변경(回轉方向 變更)(㎏m) T∞I전기자 전류의 방향이나 자극의 극성을 바꾸면 된다. 전기자회로 또는 계자 회로중 어느 것을 반대로 하면 되지만 대개는 전기자회로를 반대 로 한다.직류전동기의 속도제어速度制御(speed control).① 계자제어(界磁制御 : field control). 계자권선에 가변 저항을 직렬로 접속 계자자속(Φ)을 변화시키는 방법 장점 : 제어하는 전류가 작아 손실이 적고 구조가 간단 또 부하의 변동에 따른 회전 속도 의 변동도 작다. 단점 : 자속(Φ)를 너무 작게 하면 전기자 반작용의 영향이 커지므로 정류작용이 잘 안된다.▶ 계자제어 : 정 출력 제어직류전동기의 속도제어速度制御(speed control).② 저항제어(抵抗制御 : rheostatic control). 전기자 회로에 가변저항R을 직렬로 연결 제어하는 방법. 이 방법은 간단하나 저항손실이 많고 부하변화에 따른 회전속도 변동이 크므로 , 분권 타여자 전동기에는 별로 쓰이지 않음.▶ 전압제어 : 정토오크 제어③ 전압제어(電壓制御 : Voltage control).전용 전원을 설치하여 전압을 가감하여 제어. 전압 변환법, 설비비가 많이든다 타여자 전동기에 사용한다. 웨어드레너드 방식과. 일그너 방식으로 분류한다.▶ 웨어드 레너드 방식. 발전기를 이용한 타여자 발전기 G의 계자 전류를 조정하여 주 전동기 M에 공급될 전압을 조정 속도제어. 용도 : 제철용 압연기, 권상기, 신문윤전기 엘리베이 타, 공작기계등타여자 발전기 G의 계자전류 조정하여 G의 계자스위치 S를 전환하면 M을 역전 가능하며 그림같이 광범위하게 회전속도 조정가능하며 전압제어 범위- 정토크 제어, 계자제어- 정출력 제어가 된다. 이 방식에서는 G의 전압을 천천히 올려서 M을 기동하므로 기동저항기가 필요없고 이 방식으로 속도를 제어하면, 회전속도의 제어범위가 매우 넓고 정밀하게 조정할 수 있으나 보조용 발전기의 전동기가 필요하므로 설치비가 많이 든다. 요즘에는 보조용 발전기xEx2√3I=6EI지그재그3각형√3E√3I√3x√3Ex√3I=3√3EI전기자 권선법기전력을 정현파로 하기 위한 방법① 매극매상의 슬롯수 q를 크게한다(전압에 의해 좌우) ② 단절권 및 분포권으로 한다 ③ 반폐슬롯 채용 ④ 전기자철심을 스큐우슬롯(사구)로 한다(큰기계에서 사용이 곤란) ⑤ 공극의 길이를 크게한다. ⑥ Y결선으로 한다전기자 권선법분 포 권① 분포권의 잇점 및 단점 ∙ 파형을 개선한다 ∙ 냉각효과가 있다. ∙ 누설 리액턴스를 감소시킨다. ∙ 기전력을 감소 시킨다.단 절 권① 단절권의 잇점 및 단점 ∙ 파형을 개선한다. ∙ 코일의 길이 동량이 절약된다. ∙ 자기인덕턴스가 감소한다. ∙ 기전력을 감소시킨다.(단점)② 분포권계수② 단절권계수SinqSin2mπ2mqπKd =Kp =Sin2βπm : 상수. β : 코일피치/극피치코일간격이 극간격보다 작은것 (동일:전절권)1극1상의 슬롯이 1개인 것 (2개 이상: 분포권)전기자 권선법권선계수(winding factor)(1) 분포계수(distribution factor)합성기전력은 1상의 유도기전력 E = 4.44KdfωΦ 분포계수 Kd Kd =er'/er =er'/qe =(sin·π/2m)/(qsin·π/2mq)=(2rsinq·α/2)/(2rqsin·α/2) m : 상수, q : 매극 매상의 슬롯수, α : 슬롯 간격(π/mq)(2) 단절계수(short pitch fator)합성기전력은 1상의 유도기전력 E = 4.44fωΦKP 단절계수 KP KP =er'/(ea+eb)=er'/2e= sin βπ/2 er' = 2esin βπ/2 β =코일피치/극피치 1 유도기전력 E = 4.44KdKPfωΦ = 4.44KdKPfωΦ 권선계수 K= KdKP유도(기) 기전력▣ 도체 1개의 유도기전력e =B·ℓ·υ[V] υ=π·D·N/60=2πD·f/p[m/s]▣ 자속밀도가 사인파이면B =Bm·sinωt[wb/㎡]▣ 자극 피치가 τ이면 속도υ =2·τ·f[m/s]Φ = Ba·τ·ℓ = 2/π·Bm·τ·ℓ Ba:평균값, Bm=π 운전 할 수 있는 정도발전기를 송전 선로에 접속하고 자동 전압 조정기로 여자 전류를 제어하여 발전기 단자 전압이 정전압으로 안정하게 운전할 수 있는 정도부하의 급변 선로의 개폐, 접지, 단락 등의 고장 또는 기타의 원인에 의해서 운전상태가 급변하여도, 그 과도 상태가 경과한 후에도 안정하게 운전할 수 있는 정도∙ 정상 과도리액턴스를 작게하고, 단락비를 크게한다. ∙ 영상임피던스와 역상임피던스를 크게한다. ∙ 회전자 관성을 크게 한다. (플라이휠 효과의 선정) ∙ 속응여자 방식을 채용한다. ∙ 조속기 동작을 신속히 한다.안정도 향상대책과도 안정도동태 안정도정태 안정도동기 전동기 특성∙ 항상 동기속도로 회전하는 전동기 ∙ 동기속도 이외의 속도에서는 토오크를 낼수 없다. ∙ 기동 토오크가 없다. ⇨ 기동장치 또는 기동법 필요 ⇨ 고가 ∙ 역률 1로 운전할 수 있으며 앞선역률도 가능한다. ⇨ 동기조상기원리 ∙ 저속도 대용량의 전동기 ⇨ 대형송풍기, 압축기, 압연기, 분쇄기여자전류를 변화시키면 전기자전류와 위상이 변한다.1. 기동토오크 는 “0”이다. 2. 인입토오크 : 동기속도에 95[%] 에 들어가는 토오크를 말함 3. 탈출토오크 : 정격전압으로 운전하고 있을 때, 그 여자를 일정하게 유지하고 서서히 부하를 증가하는 경우, 전동기에 부하할 수 있는 최대토오크 4. 유도전동기의 기동법 : ∙ 자기기동법 ∙ 기동전동기법 ∙ 초동기전동기법동기전동기의 운전위상특성곡선▣ T = 0.975 [kg · m]PN토오크동기조상기∙ 무부하 운전중인 전동기를 과여자 운전하면 콘덴서로 작용한다. ∙ 무부하 운전중인 전동기를 부족여자 운전하면 리액터로 작용한다.부하와 병렬동기전동기보다 2극 작은 유도전동기동기 전동기 장·단점여자전류를 변화시키면 전기자전류와 위상이 변한다.위상특성곡선(V곡선)장 점① 속도가 일정하다. → 항상 일정한 속도( ) ② 역률을 조정할 수 있다. →( 역률 cosθ =1로 운전가능 ) ③ 효율이 좋다. ④ 공극이 크고 기계적으로 튼튼하다Ia –If 관계, P=how}