동기발전기와 유도발전기는 어떤 차이가 있나요?

Question

발전기를 공부하다 보면 동기발전기와 유도발전기라는 개념이 나오는데, 둘 다 전기를 생산하는 장치인데 어떤 차이가 있는지 궁금합니다. 특히 발전소에서는 왜 대부분 동기발전기를 사용하는지도 알고 싶습니다. 유도발전기는 구조가 단순하다고 들었는데 왜 주력 발전 방식으로 많이 사용되지 않는지도 궁금합니다. 또한 풍력발전에서는 유도발전기가 사용된다고 하는데 이유가 무엇인지 자세히 설명 부탁드립니다.

Answer 1

안녕하세요. 박준희 전기기사입니다.

동기발전기는 계통(그리드)과 같은 속도로 회전하며 독립적으로 전압과 주파수를 제어할 수 있는 반면, 유도발전기는 계통의 전압/주파수에 의존하며 동기속도보다 빠르게 회전해야 작동합니다. 발전소는 고효율 및 전압/주파수 제어의 용이성 때문에 동기발전기를 사용하며, 구조가 단순한 유도발전기는 소규모 및 가변 속도가 필요한 풍력 발전 등에 주로 사용됩니다.

감사합니다.

Answer 2

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

동기발전기는 회전 속도와 주파수가 일정해서 대형 발전소에 쓰이고 유도발전기는 구조가 단순해 소규모 풍력 등에 유리합니다. 다만 유도발전기는 무효전력을 소비하고 제어가 까다로워 주력으로 쓰기엔 한계가 있지만 바람 세기에 마춰 유연하게 대응하는 풍력에선 아주 효과적이조. 전력 계통의 안정성을 생각하면 역시 동기기가 핵심 역할을 할 수밖에 없다고 봅니다.

Answer 3

안녕하세요. 박현민 전기기능사입니다.

결론부터 말씀드리면 동기발전기는 회전자 자계를 이용해 계통 주파수와 정확히 동기된 전압을 만드는 발전기이고, 유도발전기는 외부 계통 자속을 이용해 발전하는 방식입니다. 동기발전기는 주파수와 전압 제어가 가능해 대규모 전력계통 운영에 적합합니다.

발전소에서는 계통 주파수와 전압 유지가 매우 중요하기 때문에 대부분 동기발전기를 사용합니다. 여자전류를 조정해 무효전력 공급과 전압 조정도 가능합니다.

유도발전기는 구조가 단순하고 견고하지만, 자체적으로 여자전류를 만들기 어렵고 계통 의존성이 큽니다. 그래서 단독 운전에는 불리합니다. 다만 풍력발전처럼 회전속도 변동이 있는 환경에서는 구조 단순성과 유지보수 장점 때문에 사용됩니다.

결국 동기발전기는 계통 제어 중심, 유도발전기는 구조 단순성과 특정 응용 분야 중심이라고 이해하면 됩니다.