대형 동기 발전기 여자기 종류(별치 정류기, 회전 정류기, 사이리스터)

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대형 동기 발전기에는 여러 종류의 여자기(Excitor) 방식이 사용되며, 각 방식은 발전기의 안정성과 효율성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다. 이 글에서는 무정류자 방식, 회전 정류기 방식, 그리고 사이리스터(Thyristor) 여자 방식을 설명하겠습니다.

1. 무정류자 방식 (Commutatorless)

1) 정의

무정류자 방식은 정류기(Static Rectifier)를 사용하여 발전기의 계자 권선에 직접 직류 전압을 공급하는 방식입니다.

2) 작동 원리

• 자동 전압 조정기(AVR)에서 제어 신호에 따라 사이리스터의 전류량을 조절합니다.
• 발전기 내부의 영구자석 발전기(PMG)에서 출력된 교류 전력을 정류하여 직류로 변환한 후 계자 전류를 공급합니다.
• 이 방식은 슬립 링과 브러시가 필요 없기 때문에 유지보수가 용이합니다.

2. 회전 정류기 방식 (Brushless)

1) 정의

회전 정류기 방식은 발전기 내부의 회전자가 회전하면서 고정자에 전력을 유도하는 방식입니다.

2) 작동 원리

• 이 방식에서는 슬립 링과 브러시가 필요 없으며, 회전자가 고정자에 유도한 전류를 정류기를 통해 직류로 변환하여 계자 전류를 공급합니다.
• 회전부에 정류기가 설치되므로 구조가 복잡할 수 있지만, 유지보수가 용이합니다.

3) 장점

• 슬립 링과 브러시가 없어서 유지보수가 간편하고, 회전자 내의 정류기로 인해 안정적으로 전류를 공급할 수 있습니다.

3. 사이리스터(Thyristor) 여자 방식

1) 정의

사이리스터 여자 방식은 사이리스터를 사용하여 직류 전류를 제어하는 방식으로, 대형 발전기의 여자 장치에 널리 사용됩니다.

2) 작동 원리

• 발전기에 필요한 계자 전류를 발전기 출력단과 연결된 여자 변압기로부터 공급받습니다.
• 사이리스터를 통해 직류 여자 전류를 변환하여 발전기 계자에 전류를 공급합니다.

3) 장점

• 사이리스터는 전류를 정밀하게 제어할 수 있어 응답 속도가 빠릅니다.
• 과전압 상태가 발생할 때 자동으로 전류 공급을 차단하여 발전기를 보호합니다.

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