돌출극 발전기와 비돌출극 발전기의 차이점
돌출극 발전기와 비돌출극 발전기의 차이점
돌출극 발전기와 비돌출극 발전기는 두 가지 일반적인 동기 발전기 유형으로, 구조, 성능 및 응용 분야에서 크게 다릅니다. 아래는 두 유형에 대한 상세한 비교입니다:
1. 로터 구조
돌출극 발전기:
로터 형태: 돌출극 발전기의 로터는 표면에서 돌출하는 분명한 자기 극을 가지고 있으며, 보이는 극 부위를 형성합니다. 각 극은 일반적으로 철심과 권선으로 구성됩니다.
극 수: 돌출극 발전기는 일반적으로 적은 수의 극(예: 2, 4, 6, 8)을 가지고 있으며, 극 사이에는 눈에 띄는 간격(극간 영역)이 있습니다.
응용: 돌출극 발전기는 주로 수력 발전기나 증기 터빈 구동 발전기와 같은 저속, 고용량 응용 분야에서 사용됩니다.
비돌출극 발전기:
로터 형태: 비돌출극 발전기의 로터는 보이는 돌출 극이 없는 매끄러운 원통형 표면을 가지고 있습니다. 권선은 로터 내부의 홈에 설치되어 있습니다.
극 수: 비돌출극 발전기는 일반적으로 더 많은 극(예: 12, 16, 24)을 가지고 있으며, 극은 로터 전체에 고르게 분포되어 있어 극간 영역이 최소화됩니다.
응용: 비돌출극 발전기는 주로 증기 터빈 발전기나 가스 터빈 구동 발전기와 같은 고속, 중소용량 응용 분야에서 사용됩니다.
2. 공기ギャップ分布
돌출극 발전기:
균일하지 않은 공기 간격: 돌출 극 때문에 돌출극 발전기의 공기 간격은 극에서는 작고 극간 영역에서는 큽니다. 이러한 불균일한 공기 간격은 출력 전압 파형의 품질에 영향을 미치는 비정현파 자기장 분포를 초래합니다.
고조파 함유량: 불균일한 공기 간격은 특히 세 번째 고조파를 포함하여 출력 전압에 더 많은 고조파 함유량을 초래할 수 있습니다.
비돌출극 발전기:
균일한 공기 간격: 비돌출극 발전기의 공기 간격은 전체 원주에서 거의 균일하여, 더 정현파적인 자기장 분포와 더 나은 출력 전압 파형 품질을 제공합니다.
고조파 함유량: 균일한 공기 간격은 고조파 함유량을 최소화하여 더 깨끗한 전압 파형을 생성합니다.
3. 전자기적 특성
돌출극 발전기:
직축 및 직교축 인덕턴스: 돌출극 발전기에서 직축 인덕턴스(Xd)와 직교축 인덕턴스(Xq)는 다릅니다. Xd는 극을 통과하는 자기 플럭스가 더 작은 자계 저항을 만나기 때문에 크고, Xq는 극간 영역에서 더 큰 자계 저항 때문에 작습니다.
단락 회로 비율(SCR): 돌출극 발전기는 일반적으로 1.0부터 2.0까지의 낮은 단락 회로 비율을 가집니다. 이로 인해 고장 시 더 높은 단락 전류가 발생하지만, 전압 복구가 느립니다.
비돌출극 발전기:
직축 및 직교축 인덕턴스: 비돌출극 발전기에서 직축 인덕턴스와 직교축 인덕턴스는 균일한 공기 간격과 대칭적인 플럭스 경로로 인해 거의 같습니다.
단락 회로 비율(SCR): 비돌출극 발전기는 일반적으로 2.0부터 3.0까지의 높은 단락 회로 비율을 가집니다. 이로 인해 고장 시 더 낮은 단락 전류가 발생하고, 전압 복구가 빠릅니다.
4. 기계적 특성
돌출극 발전기:
큰 로터 관성: 돌출극 발전기의 큰 극은 더 큰 로터 관성을 제공하여, 수력 터빈과 같은 저속, 고관성 시스템에 적합합니다.
환기 및 냉각: 극 사이의 간격은 냉각 덕트 설계를 용이하게 하여 더 나은 환기 및 냉각 성능을 제공합니다.
비돌출극 발전기:
작은 로터 관성: 비돌출극 발전기의 컴팩트한 로터 구조는 더 낮은 관성을 가져와, 증기 터빈과 같은 고속, 저관성 시스템에 적합합니다.
환기 및 냉각: 비돌출극 발전기의 매끄러운 로터 표면은 환기 및 냉각을 더 복잡하게 만들며, 종종 특수 냉각 시스템이 필요합니다.
5. 시동 특성
돌출극 발전기:
높은 시동 토크: 큰 극 덕분에 돌출극 발전기는 시동 시 더 높은 전자기 토크를 제공하여, 높은 시동 토크가 필요한 응용 분야에 적합합니다.
비돌출극 발전기:
낮은 시동 토크: 비돌출극 발전기는 상대적으로 낮은 시동 토크를 가지지만, 고속 운전 시 더 나은 동적 반응을 나타냅니다.
6. 응용 분야
돌출극 발전기:
주로 수력 발전소나 원자력 발전소와 같은 저속, 고용량 발전 시스템에서 사용됩니다. 돌출극 발전기의 저속 특성은 수력 터빈이나 저속 증기 터빈과 함께 사용하기에 이상적입니다.
비돌출극 발전기:
주로 열발전소나 가스 터빈 발전소와 같은 고속, 중소용량 발전 시스템에서 사용됩니다. 비돌출극 발전기의 고속 특성은 증기 터빈이나 가스 터빈과 함께 사용하기에 이상적입니다.
요약
돌출극 발전기: 분명한 자기 극, 불균일한 공기 간격을 특징으로 하며, 수력 발전기와 같은 저속, 고용량 응용 분야에 적합합니다. 장점으로는 높은 시동 토크와 우수한 냉각 성능이 있지만, 출력 전압에 더 많은 고조파 함유량이 있을 수 있습니다.
비돌출극 발전기: 매끄러운 로터 표면, 균일한 공기 간격을 특징으로 하며, 증기 터빈 발전기와 같은 고속, 중소용량 응용 분야에 적합합니다. 장점으로는 더 나은 출력 전압 파형 품질과 빠른 단락 회로 복구가 있지만, 낮은 시동 토크가 있습니다.
돌출극 발전기와 비돌출극 발전기 중 선택은 속도, 용량, 시동 특성, 시스템의 기계적 및 전기적 요구 사항을 포함한 특정 응용 분야의 요구 사항에 따라 달라집니다.
