전기 기기 요점정리

[차요엘]

1장. 직류기

1. 회전자 주변속도와 유기 기전력

2. 전기자 권선법

고상권 - 폐로권 - 2층권 - 중권,파권

3. 중권과 파권 비교

	단중 중권	단중 파권
전기자 전류
병렬 회로수
균 압 환	필요	필요 없음
용 도	대전류 저전압	소전류 고전압

4. 전기자 반작용

① 감자작용 - 주자속의 감소

(발전기 : 유기기전력 감소, 전동기 : 토크감소, 속도증가)

② 편자작용 - 전기적 중성축 이동

(발전기 : 회전방향, 전동기 : 회전 반대방향)

③ 방지대책 - 보상권선

5. 정류

(1) 리액턴스 전압

(2) 정류곡선

① 부족정류 : 정류말기에 브러시 후단부에서 불꽃발생

② 과정류 : 정류초기에 브리시 전단부에서 불꽃발생

(3) 양호한 정류를 얻는 조건

① 저항정류 : 접촉저항이 큰 탄소브러시 사용

② 전압정류 : 보극을 설치(평균 리액턴스 전압을 상쇄)

③ 정류주기를 길게한다

④ 코일의 자기 인덕턴스를 줄인다.(단절권 채용)

6. 직류 발전기의 특성

분권 발전기	직권 발전기
, 무부하시 운전금지	무부하시 발전 불가능

7. 자여자 발전기의 전압 확립 조건

① 잔류자기가 있을 것

② 임계저항 > 계자저항

③ 역회전시 잔류자기가 소멸되어 발전이 되지 않는다.

8. 직류 발전기의 전압 변동률

ε(+) : 타여자, 분권, 부족복권, 차동복권

ε(0) : 평복권

ε(-) : 과복권, 직권

9. 직류 발전기의 병렬운전 조건

① 극성과 정격전압이 같을 것

② 외부 특성곡선이 어느 정도 수하 특성일 것

③ 용량에 비례해 전류가 분배될 것(발전기 용량은 임의)

④ 균압선이 필요한 발전기 : 직권, 복권발전기

10. 직류 전동기의 특성

분권 전동기	직권 전동기
계자회로에 FUSE 사용금지	벨트운전 및 무부하 운전 금지

11. 직류전동기 토크

①

②

③

12. 직류전동기 특성

(1) 정속도 특성 : 차동 복권 > 분권 > 가동 복권 > 직권

(2) 토크 특성 : 직권 > 가동 복권 > 분권 > 차동 복권

13. 직류전동기의 속도제어

(1) 전압제어(정토크 제어)

① 워드레오너드 방식 : 가장 광범위한 속도제어

② 일그너 방식:부하가 급변하는 곳에 사용(플라이 휠 사용)

(2) 계자제어(정출력 제어)

(3) 저항제어

14. 제동방식

(1) 역전 제동(plugging)

(2) 발전 제동(dynamic braking)

(3) 회생 제동(regenerative braking)

15. 효율

①

②

2장. 동기기

1. 동기속도와 주파수

,

2. 유도기전력

, (Y 결선시)

(N: 한 상당 직렬권수, : 권선 계수)

3. 동기기의 기전력을 정현파로 하기 위해 채용되는 방법

① 매극 매상의 슬롯수를 크게 한다.

② 단절권 및 분포권으로 한다.

③ 전기자 철심을 사슬롯(skewed slot)으로 한다.

④ 공극의 길이를 크게 한다.

4. 전기자 권선법

(1) 분포권 계수 : 고조파 감소, 누설리액턴스 감소

(q : 매극 매상당 슬롯수, m : 상수, n : 고조파 차수)

(2) 단절권 계수 : 고조파 감소, 동량 감소

5. 전기자 반작용

부 하	전류와 전압과의 위상	작 용
저항	가 와 동상	교차 자화 작용 (횡축 반작용)
유도성 부하	가 보다 지상	감자 작용(직축 반작용)
용량성 부하	가 보다 진상	증자 작용(직축 반작용)

동기 전동기는 유도성부하가 증자작용, 용량성부하가 감자작용

6. 동기 임피던스와 단락비

실용상 이므로

(1) 동기 임피던스

(2) %동기 임피던스

① 단상

② 3상

(3) 단락비

En : 정격 상전압[V], Is : 3상 단락전류[A]

Vn : 정격 단자전압[V], In : 정격전류[A]

7. 철기계와 동기계 비교

단락비가 큰 동기기 (철기계)	단락비가 작은 동기기 (동기계)
공극이 넓고 계자기자력이 큰 철기계이다.	공극이 좁고 계자기자력이 작은 동기계이다.
동기 임피던스가 작으며 전기자 반작용이 작다.	동기 임피던스가 크며 전기자 반작용이 크다.
전압변동률이 작고 안정도가 높다.	전압변동률이 크고 안정도가 낮다.
기계의 중량과 부피가 크며, 고정손(철손)이 커서 효율이 나쁘다.	기계의 중량이 가볍고 부피가 작으며, 고정손(철손)이 작아 효율이 좋다.

8. 원통형 동기발전기 출력

, 3상 출력

V : 단자전압[V], E : 공칭 유기기전력[V]

Zs : 동기 임피던스[Ω], δ : 상차각

9. 동기발전기의 병렬운전 조건

① 유기기전력의 크기가 같을 것

② 유기기전력의 위상이 같을 것

③ 유기기전력의 주파수가 같을 것

④ 유기기전력의 파형이 같을 것

⑤ 상회전 방향이 같을 것

(1) 기전력의 크기가 다를 때 : 무효순환전류

, A발전기 역률감소, B발전기는역률 증가

(2) 기전력의 위상이 다를 때 : 유효순환전류(동기화전류)

(3) 수수 전력

10. 안정도의 향상대책

① 단락비를 크게 할 것.

② 동기임피던스(리액턴스)를 작게 할 것.

③ 회전자의 관성을 크게 할 것(플라이휠 효과를 크게할 것)

④ 조속기의 동작을 신속하게 할 것.

⑤ 속응 여자 방식을 채용할 것.

11. 위상 특성 곡선

① 계자 전류 가 증가하면 앞선 전류가 흘러 역률은 앞서고 전기자전류 는 증가한다.

② 계자 전류 가 감소하면 뒤진 전류가 흘러 역률은 뒤지고 전기자 전류 는 증가한다.

12.동기 전동기 토크

13. 동기와트: 동기속도에서 기계적 출력을 토크로 표시한 것

,

14. 난조 방지 : 제동권선 설치

3장. 변압기

1. 유기기전력

2. 권수비

3. 여자전류

: 철손전류 ( , )

: 자화전류 ( , )

4. 변압기 등가회로 환산

2차를 1차로 환산	1차를 2차로 환산

5. 주파수와 무부하손

(1) 히스테리시스손(철손)

(2) 와류손 (와류손은 주파수와 무관하다)

6. 백분율 전압강하

(1) %저항 강하

(2) %리액턴스 강하

(3) %임피던스강하

7. 전압변동률

(역율 100% 시 )

8. 최대 전압변동율 ,

9. 임피던스 전압 (변압기내의 전압강하)

10. 임피던스와트 (1,2차 권선의 동손)

11. 변압기 효율

(1) 전부하시

(2) 부하시

(3) 최대효율조건 (무부하손 = 부하손)

(4) 최대효율시 부하

(5) 전일 효율

12. 변압기 3상 결선

(1) Y결선 ( )

① △결선에 비해 선간전압이 배 크다

② 중성점을 접지할 수 있어 이상전압 방지대책이 용이

③ 중성점을 접지하면 3고조파가 흘러 통신선에 유도장해

(2) V결선

① 출력비 =

② 이용율 =

③ V결선의 출력 :

여기서, : 단상변압기의 1대 정격용량.

13. 상수의 변환

(1) 3상 - 2상간 상수변환

① 스코트 결선(T결선) ② 메이어 결선 ③ 우드브리지 결선

(2) 3상 - 6상간의 상수의 변환

① 환상결선 ② 대각결선 ③ 2중 성형결선

④ 2중 3각 결선 ⑤ 포크결선 - 수은 정류기 사용

14. 변압기의 병렬운전

① 극성이 같을 것

② 정격전압과 권수비가 같을 것

③ 퍼센트 저항 강하와 리액턴스 강하비가 같을 것

④ 부하분담은 용량에 비례, %Z에는 반비례 할 것

⑤ 상회전이 일치할 것

⑥ 각변위가 같을 것 : △-△와 △-Y, △-Y와 Y-Y

병렬 운전 불가능 조건

15. 단권변압기

(1)

(2) 단권변압기 3상 결선

결선방식	Y결선	△결선	V결선

16. 3권선 변압기 3차권선의 용도

① 소내용 전력 공급 ② 조상설비 설치③ 제 3고조파 억제

17. 점검시 CT 2차측 단락이유 : 2차측 절연파괴 보호

18. 변압기 등가회로 작성에 필요한 시험

① 저항 측정 시험 : 변압기 권선저항

② 무부하 시험(개방시험) : 무부하손(철손)

③ 부하시험(단락시험): 동손,임피던스 와트,임피던스 전압

19. 변압기 고장보호

① 브흐홀쯔 계전기 ② 비율차동계전기 ③ 차동계전기

4장. 유도기

1. 동기속도와 실제속도

,

2. 슬립

3) 회전자 주파수(2차 주파수)

4) 2차 유도기전력

5. 전압비

6. 1차 전류

여기서, : 권수비 ( ), : 상수비 ( )

7. 2차전류

8. 유도전동기의 기계적 출력을 대표하는 부하저항

9. 전력변환

, ,

입력	출력	손실
1

10. 동기와트 : 2차 입력 를 이용해서 토크를 나타낸 것

11. 유도전동기의 토크

12. 최대 토크 슬립

13. 비례추이

① 최대토크는 불변

② 슬립이 증가하면 기동전류는 감소, 기동토크는 증가

(1) 전부하 토크와 같은 토크로 기동하기 위한 외부저항

(2) 최대 토크와 같은 토크로 기동하기 위한 외부저항

(3) 비례추이 할 수 없는 것

① 출력 ② 2차 동손 ③ 효율

14. 원선도 작성 시 필요한 시험

① 저항시험 ② 무부하 시험 ③ 구속시험

15. 농형 유도 전동기의 기동법

① 전전압 기동 : 5[kw]이하 소용량

② Y-△ 기동 : 5～15[kw]

토크 배 감소, 기동전류 배 감소

③ 기동보상기법 : 15[kw]이상에서 사용

④ 리액터 기동법

⑤ 콘도르퍼 법

16. 권선형 유도전동기

① 2차 저항법(비례추이 이용)

② 게르게스법

17. 농형 유도전동기 속도제어

(1) 주파수 제어법 :

포트모터(방직공장), 선박용 모터

(2) 극수 변환법

(3) 전압 제어법

18. 권선형 유도 전동기

(1) 2차 저항 제어법(비례추이 이용)

(2) 2차 여자법 : 회전자에 유도 기전력( )과 같은 주파수 ( )의 전압 를 공급하여 속도를 제어하는 방식으로

크래머 방식과 셀비우스 방식이 있다.

(3) 종속법

① 직렬종속법 :

② 차동종속법 :

③ 병렬종속법 :

19. 고조파 회전 자계의 방향과 속도

차동기	비동기	비회전 K는 기수
1차 기본파	5차 고조파	3차 고조파
7차 고조파	11차 고조파	9차 고조파

20. 단상 유도 전동기의 토크 세기

반발 기동형 >콘덴서 기동형 >분상 기동형>세이딩 코일형.

21. 유도 전압 조정기

① (위상각 α = 0～ 180°)

② 단락권선 : 직렬권선의 리액턴스 전압강하 방지

③ 3상 유도 전압조정기는 회전자계를 이용하며 단락권선이 불필요하다. 입력전압과 출력전압의 위상차가 있다.

	정격용량 (조정용량)	정격출력 (부하용량)
단상
3상

22. 특수농형 유도전동기

① 기동토크 : 2중농형 > 심형 농형

② 기동전류 : 2중농형 > 심형 농형

5장. 정류기 및 기타

1. 회전변류기: 교류전력을 직류전력으로 변환

(1) 전압비

(2) 전류비

:슬립링 사이의 전압 [V], :직류 전압 [V]

:교류측 선전류 [A], :직류측 전류 [A]

(3) 직류 전압 조정 방법

① 직렬 리액터에 의한 방법

② 유도 전압 조정기에 의한 방법

③ 전압 조정 변압기에 의한 방법

④ 동기 승압기에 의한 방법

2. 수은정류기 역호

수은정류기의 밸브 작용이 상실되어 버리는 현상

으로 과도한 부하전류 및 과열, 과냉을 피한다.

3. SCR(사이리스터) : 단방향성 3단자 위상 제어 소자

① 과열에 약하다

② 전류가 흐르고 있을 때 양극의 전압강하가 작다

③ turn off방법 : 극성반전,

④ 역률각 이하에서는 제어가 되지 않는다

⑤ 유지전류: SCR의 on상태 유지를 위한 최소 애노드전류

⑥ 래칭전류 : SCR을 Turn on 시키기 위한 순 전류

4. DIAC : 2방향성 2단자

5. TRIAC : 2방향성 3단자

6. SCS : 단방향성 4단자

7. 정류회로

(1) 직류평균전압

① 단상반파 :

② 단상반파 제어 :

③ 단상전파 :

④ 단상전파 제어 :

⑤ 3상 반파 :

⑥ 3상 반파 제어 :

⑦ 3상 전파 :

⑧ 3상 전파 제어 :

(2) 역전압첨두치

① 단상반파 PIV =

② 단상전파 PIV =

8. 맥동율

항목 방식	맥동 주파수	맥 동 률	최대 정류 효율
단상 반파	f[60Hz]	121%	40.6%
단상 전파	2f[120Hz]	48.2%	81.2%
3상 반파	3f[180Hz]	18.3%	96.8%
3상 전파	6f[360Hz]	4.2%	99.8%

9. 전력 변환회로

① 직류-교류 전력 변환 : 인버터(inverter)

② 교류-교류 전력변환 : 사이클로 컨버터(cyclo converter)

③ 직류-직류 전력 변환 : 초퍼(chopper)

10. 단상 직권 정류자 전동기 : 만능 전동기(Universal motor)

(1) 속도 기전력

(2) 역률 및 정류개선방법

① 계자권선의 권수를 작게 하여 리액턴스 강하를 작게한다.

(약계자 강전기자형)

② 강전기자형으로 하기 위해 전기자 권수를 크게 하면

전기자 반작용 리액턴스가 커지므로 보상권선을 설치한다.

③ 단상 직권 정류자 전동기는 회전 속도에 비례해서 기전 력이 유기되므로 속도가 증가할수록 역률이 개선된다.

④ 전기자 코일과 정류자편사이의 접속에 고저항의 도선을 사용하여 단락전류를 제한한다.

11. 단상 반발 전동기 종류

① 애트킨슨 전동기 ② 톰슨 전동기 ③ 데리 전동기

12. 3상 직권 정류자 전동기

중간 변압기를 사용하여 회전자 전압을 선택하고 권수비를 조정하여 특성을 조정한다.

13. 3상 분권 정류자 전동기

시라게 전동기는 정속도 특성 및 가변속도 전동기이고

브러시를 이동하여 속도제어와 역률을 개선한다.

14. 서보모터가 갖추어야 할 조건

① 기동토크가 클 것.

② 토크 속도 곡선이 수하 특성을 가질 것.

③ 관성모멘트가 작아야 하므로 회전자 직경을 작게 한다.

④ 속응성이 우수해서 신속하게 정지 할 것.

15. 스텝 모터

① 회전 속도 : 펄스 신호의 주파수(초당 펄스 수)에 비례

② 회전각 : 입력 Pulse 수에 비례

③ 위치제어를 할 때 각도오차가 적고 누적되지 않는다.

④ 대용량기 제작이 어렵다.

16. 반작용 전동기 : 여자권선없이 회전하는 전동기

17. 정류자 주파수 변환기 : 정류자와 3개의 슬립링구조

18. 셀신 장치(지시용 싱크로) : 계적인 각도의 변화 등을

전기적인 방법으로 원거리에 전달해주는 장치