직류 복권발전기를 외분권으로 결선하되 두 계자가 만드는 자속이 서로 반… | [전기기사 필기] 23년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[전기기사 필기] 23년 2회차

직류 복권발전기를 외분권으로 결선하되 두 계자가 만드는 자속이 서로 반대 방향이 되도록 감았다. 회전속도  $n$ [rps], 상수  $k=\dfrac{PZ}{a}$ , 분권계자 자속  $\Phi_f$ [Wb], 직권계자 자속  $\Phi_s$ [Wb], 전기자저항  $R_a$ [Ω], 직권계자저항  $R_s$ [Ω], 전기자전류  $I_a$ [A], 부하전류  $I$ [A]라 할 때 유효자속  $\Phi$ 와 단자전압  $V$ [V]를 옳게 짝지은 것은? (단, 자기포화와 반작용은 계산에 넣지 않는다.)

 $\Phi=\Phi_f+\Phi_s,\quad V=kn\Phi-I_a(R_a+R_s)$

 $\Phi=\Phi_f-\Phi_s,\quad V=kn\Phi-I_aR_a-IR_s$

 $\Phi=\Phi_f-\Phi_s,\quad V=kn\Phi-I_a(R_a+R_s)$

 $\Phi=\Phi_f+\Phi_s,\quad V=kn\Phi-I_aR_a-IR_s$

해설

두 계자의 자속을 서로 깎이도록 감은 것이 차동복권이다. 그러므로 발전에 쓰이는 유효자속은 $\Phi=\Phi_f-\Phi_s$ 이고 유기기전력은 $E=kn\Phi=kn(\Phi_f-\Phi_s)$ 가 된다.

외분권은 분권계자를 부하와 나란히 단자 쪽에 붙인 결선이다. 이때 직권계자는 전기자 회로 안쪽에 놓이므로 그곳을 지나는 전류가 부하전류 $I$ 가 아니라 $I_a$ 이며, 두 권선에서 생기는 강하를 합치면 $I_aR_a+I_aR_s=I_a(R_a+R_s)$ 다.

따라서 $V=E-I_a(R_a+R_s)=kn(\Phi_f-\Phi_s)-I_a(R_a+R_s)$ 다. 자속을 더한 보기는 가동복권의 식이고, 강하를 $I_aR_a-IR_s$ 로 쓴 보기는 직권 권선이 부하 쪽으로 나가는 내분권의 식이라 주어진 결선과 맞지 않는다.

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