전기기기›유도기·동기기

동기발전기

Synchronous Generator

동기발전기 원리 — 자석을 돌려 전기를 만든다

동기발전기의 회전계자(N/S극)와 고정전기자 구조 시각화

4
1800 rpm
💡 발전기의 핵심 원리
①회전자에 전자석(계자)을 놓고 외부에서 돌린다
②고정자(전기자) 코일에 교류 전압이 유도된다
③회전 속도와 극수가 발생 주파수를 결정한다
④한국: 60Hz를 만들려면 4극일 때 1800rpm으로 돌려야 한다
주파수와 동기속도
발생 주파수
f = P \times N120
f: 주파수[Hz], P: 극수, N: 회전속도[rpm]
🎯 현재 설정값
①극수 P=4, 속도 N=1800rpm
②발생 주파수 f = 4×1800/120 = 60.0Hz
③한국 전력계통은 60Hz이므로 4극 발전기는 1800rpm이 필요하다
발전기 구조와 여자방식

발전기 구조

🌳회전계자형을 쓰는 이유

여자 방식

🌳계자에 DC를 공급하는 방법
전압변동률과 병렬운전
전압변동률
ε = V0 - VV × 100 [%]
V₀: 무부하 전압, V: 정격(부하) 전압

병렬운전 조건

📋발전기 병렬운전 5대 조건
기전력(전압) 크기
무효순환전류 방지
같아야 함
주파수
난조(헌팅) 방지
같아야 함
위상
동기화 전류 방지
같아야 함
파형
고조파 순환전류 방지
같아야 함
상순(상회전 방향)
3상 순서 일치
같아야 함
💡 병렬운전이 필요한 이유
①한 대로 부족한 전력을 여러 대로 공급
②예비기 확보로 안정적 전력 공급
③조건이 안 맞으면 거대한 순환전류 → 기기 파손
총정리
주파수 공식
f = PN120
극수 × 회전수 / 120 = 주파수
전압변동률
ε = V0 - VV × 100%
무부하전압과 부하전압의 차이 비율
🎯 시험 포인트
①f=PN/120 공식 반드시 암기
②회전계자형이 표준 (전기자가 고정)
③병렬운전 5대 조건: 전압·주파수·위상·파형·상순
④전압변동률: 작을수록 좋은 발전기
⑤60Hz, 4극 → 1800rpm 필요