전기공사기사 직류발전기의 원리 — 정류 작용과 전기자 반작용

직류발전기의 전기자 코일에는 교류 기전력이 유도된다. 정류자는 이 교류 기전력을 매 반회전마다 외부 회로로 나가는 방향으로 바꾸어 직류로 출력하는 정류 작용을 한다. 브러시는 자기 중립축에 있어야 하고, 구조는 회전 전기자형이다.

구조 부품은 설치 위치와 이유가 중요하다. 극치부는 전기자 슬롯이 지나가며 생기는 슬롯 맥동 자속에 의한 철손을 막기 위해 얇은 강판을 적층해 만든다. 보극은 전기자와 주계자 사이의 고정자 측에 설치하고, 브러시 홀더는 브래킷에 고정한다. 보상권선은 극간이 아니라 극치부 슬롯에 삽입하며, 정류자편 사이의 절연에는 운모를 쓴다.

정류자는 쐐기형 구리편을 운모로 절연해 조립한다. 구리와 절연체가 원심력을 견디는 데 한계가 있어 초고속 회전기에는 부적합하다.

전기자 반작용은 회전자에서 만들어지는 자계가 주자계를 왜곡하거나 감소시키는 현상이다. 이 때문에 발전기와 전동기에서 중성축이 각각 다른 방향으로 밀리고 전체 유기기전력이 줄어든다. 브러시가 단락한 코일에서 기전력이 증가한다고 보는 것은 전기자 반작용의 영향이 아니다.

기전력은 자속과 회전수의 곱에 비례한다. 포화되지 않은 직류발전기의 회전수를 4배로 올려도 기전력을 전과 같게 하려면 자속을 1/4로 줄여야 한다. 정류자 편간 전압은 전체 전압에 극수 비율을 고려해 정류자 편수로 나눈 값으로 계산한다. 중권 발전기에서 자속이나 회전수를 구할 때는 병렬회로수가 극수와 같다는 점을 넣어 식을 푼다.