시리즈 병렬 직류 발전기의 특성

시리즈 발전기 정의

시리즈 권선 DC 발전기는 필드 권선, 암처 권선 및 외부 부하 회로가 직렬로 연결되어 각 부분을 통해 동일한 전류가 흐르도록 설계된 발전기를 의미합니다.

 이러한 유형의 발전기에서는 필드 권선, 암처 권선 및 외부 부하 회로가 아래 도면에 표시된 대로 직렬로 연결됩니다.

따라서, 암처 권선, 필드 권선 및 부하를 통과하는 전류는 동일합니다.

즉, I = Ia = Isc = IL

여기서, Ia = 암처 전류

Isc = 시리즈 필드 전류

IL = 부하 전류

시리즈 권선 DC 발전기의 일반적으로 세 가지 가장 중요한 특성은 시리즈 필드 전류 또는 자극 전류, 생성된 전압, 단자 전압 및 부하 전류 사이의 관계를 보여줍니다.

자기 특성 곡선

무부하 전압과 필드 자극 전류 사이의 관계를 나타내는 곡선을 자기 또는 개방 회로 특성 곡선이라고 합니다. 무부하 상태에서 부하 단자가 개방 회로이므로, 암처, 필드 및 부하가 직렬로 연결되어 이 세 가지가 회로의 폐루프를 형성하므로 필드에는 필드 전류가 없습니다. 따라서 이 곡선은 실제로 필드 권선을 분리하고 외부 소스로 DC 발전기를 자극하여 얻을 수 있습니다.

도면에서 AB 곡선은 시리즈 권선 DC 발전기의 자기 특성을 보여줍니다. 곡선은 극이 포화 상태에 도달할 때까지 선형입니다. 그 이후로, 추가적인 필드 전류와 함께 단자 전압은 크게 증가하지 않습니다. 잔류 자기 때문에 암처에 초기 전압이 있으므로, 곡선은 원점보다 약간 위인 A 점에서 시작합니다.

내부 특성 곡선

내부 특성 곡선은 암처에서 생성된 전압과 부하 전류 사이의 관계를 나타냅니다. 이 곡선은 암처 반응의 탈자기 효과로 인한 드롭을 고려하여 실제 생성된 전압(Eg)이 무부하 전압(E0)보다 작아지게 합니다. 따라서, 곡선은 개방 회로 특성 곡선보다 약간 하락합니다. 도면에서 OC 곡선은 이러한 내부 특성을 나타냅니다.

외부 특성 곡선

외부 특성 곡선은 단자 전압(V)과 부하 전류(IL) 간의 변화를 보여줍니다. 이 유형의 발전기의 단자 전압은 실제로 생성된 전압(Eg)에서 암처 저항(Ra)과 시리즈 필드 저항(Rsc)으로 인한 오믹 드롭을 뺀 값으로 얻어집니다.

단자 전압 V = Eg – I(Ra + Rsc)

외부 특성 곡선은 내부 특성 곡선보다 아래에 위치합니다. 단자 전압의 값이 생성된 전압보다 작기 때문입니다. 도면에서 OD 곡선은 시리즈 권선 DC 발전기의 외부 특성을 나타냅니다.

시리즈 권선 DC 발전기의 특성에서 볼 수 있듯이, 부하가 증가함에 따라 (따라서 부하 전류가 증가함에 따라) 단자 전압은 초기에 상승합니다. 그러나 최고점에 도달한 후, 암처 반응의 탈자기 효과로 인해 감소하기 시작합니다. 도면에서 점선은 이러한 현상을 보여주며, 부하 저항의 변화에도 불구하고 전류가 거의 일정하게 유지됨을 나타냅니다. 부하가 증가하면 필드 전류도 증가하며, 필드는 부하와 직렬로 연결되어 있기 때문입니다. 마찬가지로, 암처 전류도 직렬로 연결되어 있으므로 증가합니다. 그러나 포화로 인해 자기장 강도와 유도 전압은 크게 증가하지 않습니다. 증가한 암처 전류로 인해 암처 반응이 커져 부하 전압이 떨어집니다. 부하 전압이 떨어지면 부하 전류도 감소합니다. 전류는 전압과 비례하기 때문입니다 (오름의 법칙). 이러한 동시 효과로 인해 외부 특성 곡선의 점선 부분에서 부하 전류에 큰 변화가 없습니다. 이러한 행동은 시리즈 DC 발전기를 일정한 전류 발전기로 만듭니다.

일정한 전류 발전기

시리즈 권선 DC 발전기는 부하 저항의 변동에도 불구하고 부하 전류가 거의 일정하게 유지되기 때문에 일정한 전류 발전기로 알려져 있습니다.