개념 한 쪽
동기발전기 전기자 권선을 여러 슬롯에 분산 배치한 것이 분포권이다. 각 슬롯의 유도 기전력 위상이 어긋나 고조파가 상쇄되어 파형이 정현파에 가까워지고 권선 리액턴스도 줄어든다. 파형 개선의 짝은 단절권이며, 전절권·집중권은 고조파를 남긴다.
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출제기준 단원 「분포권」의 공개 문제 5개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 분포권의 효과 고르기 | 3 | 파형 개선·고조파 감소·리액턴스 저감 판별 |
| 파형 개선 권선법 고르기 | 2 | 단절권·분포권 조합 판별 |
가장 자주 묻는 것은 분포권의 효과 고르기입니다.
분포권은 한 상의 권선 도체를 한 슬롯에 모으지 않고 여러 슬롯에 걸쳐 분산 배치하는 권선법이다. 집중권(한 슬롯에 모두 감는 방식)과 비교된다. 슬롯마다 유기되는 기전력의 위상이 서로 조금씩 어긋나 있어 고조파 성분은 상쇄되고 기본파는 대부분 살아남으므로, 합성 유도 기전력의 파형이 정현파에 가까워진다.
분포권의 효과는 셋으로 정리된다. 첫째 기전력의 고조파가 감소해 파형이 좋아진다(주된 효과). 둘째 슬롯의 공간적 분포 때문에 권선의 리액턴스가 감소한다. 셋째 유의점으로, 기하학적으로 더한 합성 유기 전압은 집중권보다 약간 감소한다(분포권 계수가 1보다 작음). 「집중권에 비해 합성 유도기전력이 증가한다」는 보기는 이 때문에 틀린 것이다. 난조 방지와는 직접 관련이 없다.
기전력 파형을 좋게 하는 권선법은 분포권과 단절권(단축권)의 짝으로 답한다. 단절권은 권선 피치를 극거리보다 약간 짧게 감아 고조파를 저감한다. 전절권(피치를 극거리와 같게)과 집중권은 고조파 억제에 불리하므로 파형 개선 목적의 답에서 빠진다.
학습목표: 분포권 계수의 정의와 슬롯 분포로 인한 유도기전력 감소 개념을 설명할 수 있다.
분포 계수(Distribution factor) ... 권선이 위치하고 있는 슬롯의 공 간적인 분포를 고려하였을 때, 기하학적으로 더한 결과가 발생하는 유기 전압의 감소를 의미한다.
NCS 학습모듈 1901050101 전기기기 설계요소 분석 4-2. 기기 설계를 위한 시방서 작성
판별 문항뿐이다. 「분포권 → 파형 좋아짐·고조파 감소·리액턴스 감소」 세 효과를 묻는 문항은 세 짝 그대로 답하고, 「파형이 좋아지는 권선법」을 고르는 문항은 단절권과 분포권 조합을 고른다. 합성 기전력 증가·난조 방지 같은 보기는 오답으로 가려낸다.
동기 발전기의 권선을 분포권으로 하면?
정답 ③ · 권선을 분포권으로 하면 한 상의 권선이 여러 슬롯에 분포되어 있어 각 슬롯에서 유기되는 기전력들의 위상이 분산되어 고조파 성분이 감소하고 합성 파형이 정현파에 가깝게 된다. 분포권은 집중권에 비해 합성 유도 기전력을 약간 감소시키고 리액턴스 변화와 관련되지만 주효과는 파형 개선이다.
동기기의 권선법 중 기전력의 파형이 좋게되는 권선법은?
정답 ① · 문제는 전기자의 기전력 파형을 좋게 하는 권선법을 묻는다. 파형 개선은 고조파를 줄이는 것이므로 권선을 분포시키는 분포권과 권선 피치를 약간 줄여 고조파를 저감하는 단절권(단축권 또는 절단권)이 유리하다.
동기발전기에서 기전력의 고조파가 감소해서 파형을 좋게 하고 권선의 리액턴스를 감소시키기 위하여 채택한 권선법으로 알맞은 것은?
정답 ③ · 문제는 발전기에서 기전력의 고조파를 줄이고 권선의 리액턴스를 낮추기 위해 채택한 권선법을 묻는다. 고조파를 줄이고 파형을 좋게 하며 유효 권선 반경을 늘려 단일 권선의 리액턴스를 낮추는 방식은 분포권(분포권선)이다.
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