동기 발전기의 위상도

상위 벡터 도표 정의

상위 벡터 도표는 교류 회로에서 서로 다른 전기량 사이의 위상 관계를 그래픽으로 표현한 것으로, 여기서는 동기 발전기에 특별히 사용됩니다.

그리기 기본 사항

Ef는 권유전압을 나타냅니다

Vt는 단자 전압을 나타냅니다

Ia는 아말라우스 전류를 나타냅니다

θ는 Vt와 Ia 사이의 위상각을 나타냅니다

ᴪ는 Ef와 Ia 사이의 각도를 나타냅니다

δ는 Ef와 Vt 사이의 각도를 나타냅니다

ra는 상당수의 아말라우스 저항을 나타냅니다

 벡터 관계

도표에서 권유전압(Ef) 벡터는 항상 단자 전압(Vt) 앞에 위치하며, 이는 발전기 작동 이해에 중요합니다.

운영 조건

상위 벡터 도표는 지연, 단일, 선도 전력 인자 등의 운영 조건에 따라 달라지며, 각각이 전압과 전류 관계에 다르게 영향을 미칩니다.

 동기 모터의 상위 벡터 도표

동기 모터의 상위 벡터 도표를 이해하면 다양한 전력 인자 부하 하에서의 전기적 행동을 예측하고 관리하는 데 도움이 됩니다.

예시

지연 전력 인자에서의 발전 작동

Ef의 식을 유도하기 위해 먼저 Ia 방향으로 Vt의 성분을 취합니다. Ia 방향으로 Vt의 성분은 VtcosΘ이며, 따라서 총 전압 강하는 Ia 방향으로 됩니다

 마찬가지로 Ia에 수직한 방향으로의 전압 강하를 계산할 수 있습니다. Ia에 수직한 총 전압 강하는 . 첫 번째 상위 벡터 도표의 삼각형 BOD를 통해 E의 식을 작성할 수 있습니다

 단일 전력 인자에서의 발전 작동

 여기에서도 Ef의 식을 유도할 수 있습니다

Ia 방향으로 Vt의 성분을 취하지만, 이 경우 theta 값이 0이고 따라서 ᴪ = δ입니다. 

두 번째 상위 벡터 도표의 삼각형 BOD를 통해 Ef의 식을 직접 작성할 수 있습니다

선도 전력 인자에서의 발전 작동.

 Ia 방향으로의 성분은 VtcosΘ입니다. Ia의 방향이 Vt와 같으므로 총 전압 강하는 입니다.

마찬가지로 Ia에 수직한 방향으로의 전압 강하의 식을 작성할 수 있습니다. 총 전압 강하는 입니다. 첫 번째 상위 벡터 도표의 삼각형 BOD를 통해 E의 식을 작성할 수 있습니다