DC 발전기의 자화 곡선

DC 발전기의 자화 곡선

핵심 학습:

자화 곡선 정의: DC 기계의 자화 곡선은 오픈 회로에서 필드 전류와 아머 단자 전압 간의 관계를 보여줍니다.

중요성: 자화 곡선은 자기 회로의 포화 상태를 나타내며, 이는 발전기의 효율성을 이해하는 데 중요합니다.

포화점: 이 점은 곡선의 무릎이라고도 하며, 여기서 필드 전류가 더 증가해도 플럭스의 증가는 미미합니다.

분자 배열: 필드 전류가 증가함에 따라 자기 분자가 배열되어 플럭스와 생성된 전압이 증가하여 포화 상태에 도달합니다.

잔류 자석력: 전류가 0일 때에도 발전기 코어에 일부 자석력이 남아 있어 자화 곡선에 영향을 미칩니다.

DC 발전기의 자화 곡선은 오픈 회로에서 필드 전류와 아머 단자 전압 간의 관계를 보여주는 곡선입니다.

DC 발전기가 원동기에 의해 구동되면 아머에 유도 전동력(emf)이 발생합니다. 아머에서 발생한 emf는 다음과 같은 식으로 주어집니다.

주어진 기계에 대해 상수이며, 이 식에서는 K로 대체됩니다.

여기서,

φ는 각 폴의 플럭스,

P는 폴의 수,

N은 아머가 분당 회전 횟수,

Z는 아머 도체의 수,

A는 병렬 경로의 수.

식에서 명확히 알 수 있듯이, 생성된 emf는 각 폴의 플럭스와 아머의 속도의 곱에 비례합니다.

속도가 일정하다면, 생성된 emf는 각 폴의 플럭스에 비례합니다.

격분 전류 또는 필드 전류(If)가 증가하면 플럭스와 생성된 emf도 증가합니다.

생성된 전압을 Y축에, 필드 전류를 X축에 그린다면 자화 곡선은 아래 그림과 같습니다.

DC 발전기의 자화 곡선은 자기 회로의 포화 상태를 보여주는 것이 중요하며, 이를 포화 곡선이라고도 합니다.

자기의 분자 이론에 따르면, 자기화되지 않은 자기 물질의 분자는 특정 순서로 배열되거나 정렬되어 있지 않습니다. 자기 물질을 통해 전류가 흐르면 그 분자들은 특정 순서로 배열됩니다. 필드 전류의 특정 값까지 최대 분자가 배열됩니다. 이 단계에서 폴에 설정된 플럭스는 필드 전류와 직접적으로 증가하고, 생성된 전압도 증가합니다. 이 곡선에서 B점부터 C점까지 이러한 현상을 보여주며, 이 부분의 자화 곡선은 거의 직선입니다. 특정 점(C점) 이상에서는 비자기화된 분자가 매우 적어져서, 폴 플럭스를 더욱 증가시키는 것이 매우 어려워집니다. 이 점을 포화점이라고 하며, C점은 또한 자화 곡선의 무릎이라고도 합니다. 포화점 위에서는 작은 자기를 증가시키기 위해 매우 큰 필드 전류가 필요하므로, 곡선의 상부(C점에서 D점까지)는 그림에서 보이는 것처럼 굽습니다.

DC 발전기의 자화 곡선은 초기에 0에서 시작하지 않습니다. 잔류 자석력으로 인해 생성된 전압의 값을 가지면서 시작됩니다.

잔류 자석력

철자성 물질에서, 전류가 코일을 통과할 때 자기력과 생성된 전압이 증가합니다. 전류가 0으로 감소해도, 코일 코어에는 잔류 자석력이라 불리는 일부 자기력이 남아 있습니다. DC 기계의 코어는 철자성 물질로 만들어져 있습니다.