전자전기개론[발전기의 종류와 기본원리]

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목차

Ⅰ. 서론

Ⅱ. 본론
1. 발전기의 종류
1) 직류발전기
2) 교류발전기
2. 발전기의 원리
1) 플레밍의 오른손 법칙
2) 교류발전기의 원리

Ⅲ. 결론

Ⅳ. 참고문헌

본문내용

여자전류를 전기자 자체의 유기전압에 의해 흐르게 하는 발전기
㈎직권발전기
-계자권선 및 전기자 권선이 직렬접속된 발전기
-계자권선은 전류의 세기가 큼으로 지름이 굵은 전선으로 적은 횟수를 감는다.
-사용 : 회로전압 조정용 승압기
㈏분권발전기
-계자 및 전기자 권선이 병렬 접속 된 발전기
-사용 : 전압변동이 문제되지 않는 곳
㈐복권발전기
-직권식과 분권식을 조합한 발전기
-종류 : 내분권 및 외분권으로 구분
2)타여자발전기
-독립된 발전에 의해 전자석을 여자하는 발전기
㈎자석발전기
-영구자석을 사용한 발전기
③직류발전기의 장,단점
1)장점
-별도의 정류장치가 필요없다.
2)단점
-소모적인 부품(정류자와 브러쉬)이 있고, 구조가 복잡
-저속에서의 출력을 얻을 수 없다.
-정류 불꽃이 발생한다(전기적 노이즈)
-고장률이 높다.
※직류 발전기의 제일 큰 약점은 정류자와 브러쉬로 인한 마모성 부품이 있다는 것으로서 이에 따라 정비 주기가 짧아 초기에는 자동차용으로 사용 되었으나 지금은 모두 교류발전기로 바뀌어 사용되고 있다.
2)교류발전기
-교류발전기는 교류형태로 역학적 에너지를 전기에너지로 전환하여 교류기전력을 일으키는 발전기이다. 전자감응 작용을 응용한 것으로, 간단히 교류기라고도 한다.
①교류발전기의 구조
-교류발전기는 고정자(스테이터), 회전자(로터), 다이오드, 브러시, 정류기, 팬으로 구성되어있다.
㈎스테이터(Stator) : 스테이터는 스테이터 철심과 스테이터 코일로되어 있으며 고정되어있기 때문에 층간 단락의 위험이 적고, 내구성이 좋으며, 고속에서 원심력을 받지 않는다. 일반적으로 스테이터 코일은 삼각(델타)결선과 Y(스타)결선방식이 있고, 자동차용 교류발전기는 Y결선이 주로 사용된다.
㈏로터(Rotor) : 계자철심과 계자코일에 해당하며 크랭크 풀리와 V벨트로 연결되어 회전하는 부분으로 로터는 자장을 발생한다. 로터 코일의 양 끝은 구리 또는 스테인리스로 만들어진 슬립링에 각각 연결되어 여자 전류가 흐르면 N극과 S극이 형성되어 자극 수에 따라 4극식, 6극식 등으로 분류된다. 로터가 회전함에 따라 스테이터 코일의 자력선을 차단하므로 전압이 유도된다. 슬립 링 위를 브러시가 미끄럼 운동을 하면서 로터코일에 여자전류를 공급한다.
㈐브러시(Brush) : 브러시는 호터의 슬립링에 접속이 되어 로터가 자장이 되도록 하며, 브러시 홀더는 수지 성형한 것이다. 최근에는 브러시 홀더와 전압 조정기가 일체로 된 것이 많다.
㈑정류기(Rectifier) : 교류발전기에서는 실리콘 다이오드를 정류기로 사용한다. 교류발전기에서 다이오드의 기능은 스테이터 코일에서 발생한 교류를 직류로 정류하여 외부로 공급하고, 또 축전지에서 발전기로 전류가 역류하는 것을 방지한다.
②교류발전기의 종류
-교류발전기는 출력전압의 위상에 따라 단상 발전기와 3상 발전기로 나눌 수 있다.
1)단상교류발전기
-단상발전기는 연속적으로 단일 교류 전압을 발생시키는 교류발전기이다. 단상발전기는 단상 전력 시스템의 전력을 발생시키는데 사용될 수 있다. 그러나, 다상 발전기는 일반적으로 삼상 분배 시스템에서 전력을 공급하는데 사용되며, 전류는 단상 부하 대신 단상 근처로 변환된다.
2)3상교류발전기
-단상에 비하여 효율이 우수하고 결선방식에 따라 전압, 전류에서 이득을 가지며 높은 전력의 수요를 감당하는데 적합하여 항공기에 많이 사용된다.
㈎자기 여자 교류 발전기 : 자신이 발전한 교류를 정류기로 정류하여 계자에 보내어 발전한다.
㈏브러시리스 교류 발전기 : 브러시와 슬립링이 없이 여자전류를 발생시켜 3상 교류발전기의 회전계자를 여자시킨다.
-장점 : 브러시, 슬립링 또는 정류자가 없으므로 마멸되지 않아 정비 유지비가 적게 든다. 또한 브러시가 없어 아크가 발생하지 않고 고공비행시에도 우수한 기능을 발휘한다.
③교류발전기의 장,단점
1)장점
-저속도에서도 출력을 얻을 수 있다.
-소모적인 부품이 없다.
-구조적으로 비교적 간단하고, 전기적 노이즈의 발생이 없다.
-고장률이 낮고, 중량 대비 출력이 크다.
2)단점
-정류회로가 필요하다.
※발전기의 원리
1)플레밍의 오른손 법칙
그림과 같이 자석의 N극과 S극에 의한 자기장이 존재하는 공간에 코일을 직사각형 모양으로 둔다. 코일을 오른손의 엄지손가락이 가리키는 방향으로 회전시키면 “플레밍의 오른손법칙”에 의해 가운데 손가락이 가리키는 방향으로 전류가 흐른다.
즉, 이 법칙은 발전기의 원리로서 발전기의 전류방향을 구하는데 유용하다.
2)교류발전기의 원리
아래 그림과 같이 코일의 양 끝에 슬립링을 연결시킨다.
이때, 왼쪽의 코일 끝은 안쪽의 링에 연결하고 오른쪽 코일 끝은 바깥쪽의 링에 연결한다. 두 링은 서로 접촉하지 않은 상태이고 코일을 회전 시키면 두 링은 각기 자기의 중심점을 기준으로 제자리 에서 회전 한다. 회전하는 두 링에 각각 브러시를 접촉시키면 기전력을 얻을 수 있다. 자기장이 존재하는 공간에서 코일을 회전시키면 전류가 발생하는데, 코일은 회전하면서 자석의 N극과 S극의 자리를 서로 번갈아 지나므로 발생하는 기전력은 교류가 된다.
이 때, 코일의 위치가 수평일 때에는 자기장의 방향과 코일이 움직이는 방향이 나란한 위치에 있으므로 기전력은 발생하지 않는다. 코일이 반시계 방향으로 회전하면 기전력은 점점 증가하고 90°가 되면 기전력이 가장 크게된다. 코일이 회전을 계속하여 180°가 되면 기전력은 다시 0이 된다. 코일이 회전하여 270°의 위치가 되었을 때 기전력은 최대가 되지만 코일의 위치가 N극에서 S극으로 바뀌었으므로 전류의 방향은 바뀌게 된다. 코일이 360°의 위치가 되면 기전력은 다시 0이되고 이러한 사이클이 계속 반복되어 위와 같은 정현파 교류가 발생하게 된다.
Ⅲ. 결론
전자전기개론의 발전기의 종류의 특직 및 기본원리에 대해서 조사 정리마치면서,
발전기는 일반적으로 전동기를 구동하는 역할을 하므로 전동기보다 힘의 크기가 더 세다. 따라서 발전기는 현시대에 꼭 필요한 전자전기장비이며, 조사간 발전기의 기본원리와 종류 그에 따른 특성 등을 더욱 자세히 알수 있었고, 전동기와 같이 발전기를 개발하고 발전하는데에 큰 기여를 한 여러 과학자

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항공정비,   항공정비사,   항공사,   과제,   전자,   전기,   전자전기개론,   발전기