직류 발전기의 외부 특성 곡선 (전기기기)

 

외부 특성 곡선

외부 특성 곡선의 정의

외부 특성 곡선은 직류 발전기가 부하를 걸었을 때, 부하 전류(I)와 단자 전압(V) 간의 관계를 나타낸 곡선입니다. 이 곡선은 발전기의 부하 변화에 따른 단자 전압 변화를 보여줍니다.

 

발전기 종류별 외부 특성 곡선

1. 직권 발전기 (Series Generator)
   • 특징: 직권 발전기는 계자 권선이 전기자 권선과 직렬로 연결된 발전기입니다.
   • 외부 특성 곡선:
     • 무부하 상태에서는 단자 전압이 거의 0입니다.
     • 부하 전류가 증가함에 따라 단자 전압이 급격히 상승합니다.
     • 일정 부하 이후, 전압이 포화 상태에 도달하며 그 이후로는 전압 증가가 완만해집니다.
     • 일반적으로 부하 전류의 변화에 따라 단자 전압이 크게 변동하므로, 안정적인 전압을 요구하는 곳에서는 사용이 제한적입니다.
2. 분권 발전기 (Shunt Generator)
   • 특징: 분권 발전기는 계자 권선이 전기자 권선과 병렬로 연결된 발전기입니다.
   • 외부 특성 곡선:
     • 무부하 상태에서 단자 전압은 정격 전압에 가깝습니다.
     • 부하 전류가 증가하면 전압 강하가 발생하여 단자 전압이 서서히 감소합니다.
     • 감소하는 경향은 전기자 저항과 전기자 반작용에 기인합니다.
     • 비교적 평탄한 곡선을 그리며, 전압 변동이 작아 안정적인 전압 공급이 필요한 곳에서 많이 사용됩니다.
3. 복권 발전기 (Compound Generator)
   • 특징: 복권 발전기는 직권 권선과 분권 권선을 모두 사용하는 발전기로, 직권 복권과 분권 복권으로 나뉩니다.
   • 외부 특성 곡선:
     • 직권 복권 발전기 (Cumulative Compound Generator):
       • 무부하 상태에서 단자 전압은 정격 전압입니다.
       • 부하가 증가할 때, 초기에는 분권 발전기처럼 전압이 감소하다가, 직권 권선의 영향으로 전압이 다시 상승하거나 일정하게 유지됩니다.
       • 전압 특성이 우수하여 다양한 부하 조건에서 안정적인 전압을 유지할 수 있습니다.
     • 분권 복권 발전기 (Differential Compound Generator):
       • 무부하 상태에서 단자 전압은 정격 전압입니다.
       • 부하가 증가함에 따라 단자 전압이 급격히 감소합니다.
       • 부하 변화에 민감하며, 부하 전류가 증가할수록 단자 전압이 크게 떨어집니다.
       • 주로 특정 부하 조건에서만 사용됩니다.