전력 변환 기기-수은 정류기 (전기기기)

 

 

수은 정류기

수은 정류기(Mercury Arc Rectifier)는 수은을 이용해 교류(AC)를 직류(DC)로 변환하는 전기 장치입니다. 수은 정류기는 20세기 초반부터 1970년대까지 널리 사용되었으며, 특히 대용량 전력 변환이 필요한 산업용 애플리케이션에서 많이 사용되었습니다.

 

수은 정류기 주요 구성 요소

1. 수은 풀(Mercury Pool): 용기 하단에 위치하며, 정류기의 음극 역할을 합니다. 수은은 낮은 전기 저항을 가지며 전기 전도체로서의 역할을 합니다.
2. 양극(Anode): 하나 이상의 양극이 존재하며, 보통 탄소 또는 금속으로 만들어집니다. 이들은 용기 상단에 배치됩니다.
3. 유리 또는 금속 용기(Container): 내부에 진공 또는 저압 아르곤 가스를 채운 용기로, 모든 구성 요소를 포함합니다.
4. 히터(Heater): 수은을 증발시켜 아크를 발생시키기 위한 장치입니다.

 

수은 정류기 작동 원리

1. 수은 증발: 히터가 수은 풀을 가열하여 수은 증기를 생성합니다.
2. 아크 방전: 교류 전원이 공급되면 양극과 수은 풀 사이에 아크가 형성됩니다. 아크 방전은 수은 증기 내에서 전류를 흐르게 합니다.
3. 정류 작용: 전류는 항상 양극에서 음극(수은 풀)으로 흐르며, 이로 인해 교류 전원이 직류로 변환됩니다.
4. 전압 강하: 수은 아크 정류기의 전압 강하는 비교적 낮으며, 약 10-15V 정도입니다.

 

수은 정류기 특징

• 고효율: 수은 정류기는 높은 변환 효율을 가지고 있으며, 특히 대용량 전력 변환에 적합합니다.
• 내구성: 고장 없이 오랫동안 작동할 수 있는 내구성을 가집니다.
• 낮은 전압 강하: 전압 강하가 낮아 효율적인 전력 변환이 가능합니다.
• 큰 크기: 물리적으로 큰 장치로, 설치 공간이 많이 필요합니다.

 

수은 정류기 장점

• 높은 전력 처리 능력: 대용량 전력 변환이 가능하여 산업용 전원 공급 장치에 적합합니다.
• 높은 효율: 변환 효율이 높아 전력 손실이 적습니다.
• 긴 수명: 올바른 유지 보수 하에 장기간 사용이 가능합니다.

 

수은 정류기 단점

• 유지 보수 필요: 수은 증발과 같은 작동 원리로 인해 주기적인 유지 보수가 필요합니다.
• 환경 문제: 수은은 유독성이 있기 때문에, 수은 정류기의 폐기는 환경에 유해할 수 있습니다.
• 대체 기술 등장: 반도체 다이오드와 같은 더 작은 크기와 저렴한 비용의 대체 기술이 등장하면서 수은 정류기의 사용이 감소했습니다.

 

수은 정류기 응용 분야

• 전기 철도: 전기 철도의 전원 공급 시스템에서 교류 전원을 직류로 변환하는 데 사용되었습니다.
• 전력 공급 장치: 산업용 전력 공급 장치에서 대규모 전력 변환에 사용되었습니다.
• 정류 시스템: 초기 컴퓨터 및 통신 장비에서 전력 변환용 정류기로 사용되었습니다.