전기공사기사 동기발전기의 분류 — 회전계자형 회전자와 원통형 회전자, 제동권선

동기발전기는 전기자와 계자 중 어느 쪽을 회전시키는지에 따라 회전전기자형과 회전계자형으로 나뉜다. 회전전기자형은 전력을 만드는 전기자가 회전자에 있어서 슬립링과 브러시를 거쳐 전력을 꺼내야 한다.

현대의 대용량 발전기는 회전계자형을 쓴다. 전기자를 고정자에 두면 고전압·대전류를 슬립링과 브러시 없이 직접 꺼낼 수 있기 때문이다. 대용량 전기자의 전압과 전류는 슬립링·브러시로는 절연도 통전도 어렵다. 회전자에는 낮은 전압의 직류만 흐르므로 슬립링과 브러시의 부담도 작다.

회전자의 구조에 따라서는 돌극형과 원통형(비돌극형)으로 나뉜다. 원통형은 회전자 외주면이 평평해 원심력에 대한 기계적 강도가 크고, 증기터빈과 결합한 2극·4극의 고속 대용량 발전기에 쓰인다. 고속 터빈발전기는 원심력을 견디도록 직경을 작게 하고 축 방향 길이를 길게 만든다. 돌극형은 극이 밖으로 튀어나온 모양으로 극수가 많고 저속용인 수력발전에 쓰이며, 직경이 크고 축 길이가 짧으며 공극이 불균일하다.

제동권선은 회전자의 극면에 도체를 넣고 양끝을 단락시킨 권선이다. 정상 동기운전 중에는 회전자와 회전자계의 상대속도가 0이므로 유도전류가 흐르지 않는다. 부하 변동으로 난조가 생겨 회전자가 앞뒤로 흔들리면 단락전류가 유도되어 제동 토크를 만들고, 이 힘이 진동을 억제한다. 제동권선의 주된 목적은 난조의 억제와 방지다.