전기
교류발전기 원리는?
교류발전기는 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치다. 외부에서 흔히사용하는 모터발전기(디젤 발전기) 등이 이에 해당한다.
교류발전기의 기본적인 원리는 다음과 같다.
N극과 S극에 의한 자기장이 존재하는 공간에 코일을 직사각형으로 만들어 반시계 방향으로 회전시키면 플레잉의 오른손 법치에 의해 전류가 흐른다.
1. 교류발전기의 작동원리
1)자기장에서 상대적으로 움직이는 도체
자기장에서 상대적으로 움직이는 도체는 기전력을 발생시킨다. 이 기전력은 반대 극성의 자극 아래에서 움직일 때 극성을 바꾼다.
2)회전자와 고정자
전형적으로, 회전자라고 불리는 회전 자석은 고정자라고 불리는 철심의 코일에 권선으로 고정된 도체 세트 내부에서 회전한다.
3)교류 전압의 유도
회전 자계는 고정자 권선에서 교류 전압을 유도한다. 고정자 권선의 전류가 회전자의 위치와 단계적으로 변하기 때문에 교류 발전기는 동기식 발전기이다.
4)회전자의 자기장
회전자의 자기장은 영구 자석 또는 자계 코일 전자석이 생성할 수 있다.
5)차량 교류 발전기
차량 교류 발전기는 회전자 권선의 전류를 변화시킴으로써 발전기의 발전 전압을 제어할 수 있는 회전자 권선을 사용한다.
2. 교류발전기 vs 직류발전기
직류발전기 단점
1) 회전 속도 범위가 제한적
2) 엔진 공회전 시에는 발전이 어려움
3) 정류자 브러쉬의 마모가 커서 비교적 자주 수리 필요
4) 출력 증대를 위해서 크기와 중량이 현저히 증가
교류 발전기 장점
1) 기계식 정류장치가 없으므로 회전 속도 범위가 넓다
2) 엔진 공회전 시에도 발전이 가능하다
3) 정류자 브러쉬가 없어서 수명이 길다
4) 출력에 비해 중량이 가볍다
위와 같은 장점으로인해서 일반적으로 직류발전기에 비해 교류발전기가 많이 사용된다.