발전기에는 유도발전기와 동기발전기의 특징은 무엇인지요?
교류 발전기는 크게 유도발전기와 동기발전기로 나눌 수 있는데 유도발전기와 동기발전기로 분류하는 기준과 각각의 특징은 무엇인지요?
안녕하세요. 형성민 과학전문가입니다.
유도발전기는 회전자 내부에서 자기장을 발생시켜 고정자 코일에 전기를 유도하여 발전하는 반면, 동기발전기는 회전자에 내장된 자석을 정렬시켜 고정자 코일을 통해 직접 전기를 발생시키는 것이 특징입니다. 유도발전기는 구조가 간단하고 초기 가동성이 높지만, 출력 조절이 어려울 수 있습니다. 반면 동기발전기는 출력 안정성이 높고 출력을 조절할 수 있지만, 제작 및 유지보수가 어렵고 초기 가동성이 떨어질 수 있습니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
유도발전기와 동기발전기는 모두 발전기의 종류 중 하나입니다. 그러나 유도발전기와 동기발전기는 작동 원리와 특징이 서로 다릅니다.
유도발전기는 회전자가 없는 발전기로, 자기장의 변화로부터 유도 전류를 생성하여 전기를 발생시키는 원리로 작동합니다. 유도발전기는 회전자가 없기 때문에 구조가 간단하고 유지보수가 용이합니다. 또한, 전력 인버터와 결합하여 사용하면, 고속 회전에 대한 부담이 없고, 저전압 대에서도 전력을 안정적으로 공급할 수 있습니다.
반면에, 동기발전기는 회전자가 있는 발전기로, 회전자의 회전 운동을 이용하여 전기를 발생시키는 원리로 작동합니다. 동기발전기는 회전자의 회전 속도에 따라 전압과 주파수가 변화하기 때문에, 정확한 전압과 주파수를 유지하기 위해서는 회전 속도를 일정하게 유지해야 합니다. 또한, 회전자가 있기 때문에 유도발전기보다는 구조가 복잡하고 유지보수가 어렵습니다. 그러나, 대용량의 전력을 안정적으로 공급할 수 있기 때문에, 대형 발전소에서는 주로 동기발전기를 사용합니다.
안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.
교류에서는 동기발전기와 유도발전기가 있긴 한데 유도발전기는 잘 ㅆㅡ지 않아서 교류발전기는 대부분 동기발전기입니다.
동기 발전기는 일정한 속도로 운전됨으로써 정해진 주파수의 교류 전력을 발생시킵니다.
코일 위에서 자석을 흔들거나 자석을 회전시키면, 전자기 유도 현상에 의해 코일은 자석의 운동을 방해하려는 방향으로 자기장을 발생시키기 위한 유도 기전력을 발생시키게 되는데,
이러한 원리를 이용한 것이 바로 발전기 입니다.
그래서 교류 발전기는 코일로 이루어진 고정자 안에서 자석이 회전함으로써 발전을 하게 되는데,
출력이 큰 교류 발전기는 아래의 그림과 같이 자석 대신에 전자석이 회전하는 구조로 돼 있습니다.
그리고 이 전자석의 구조를 보면, 솔레노이드 코일의 앞, 뒤로 이빨 형상을 하고 있는 자극이 붙어 있어서
N극, S극이 교대로 위치하도록 되어 있고, 이것이 회전하게 되면 주변의 고정자 코일로부터 기전력이
발생하며 발전이 이루어지게 되는 것입니다.
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.
교류 발전기를 동기 발전기리고 부르는 것입니다.
즉, 동기 발전기는 일정한 속도로 운전됨으로써 정해진 주파수의 교류 전력을 발생시킵니다.
코일 위에서 자석을 위, 아래로 흔들거나 자석을 회전시키면, 전자기 유도 현상에 의해 코일은
이 자석의 운동을 방해하려는 방향으로 자기장을 발생시키기 위한 유도 기전력을 발생시키게 되는데,
이러한 원리를 이용한 것이 바로 발전기 입니다.
그래서 교류 발전기는 코일로 이루어진 고정자 안에서 자석이 회전함으로써 발전을 하게 되는데,
출력이 큰 교류 발전기는 아래의 그림과 같이 자석 대신에 전자석이 회전하는 구조로 돼 있습니다.
그리고 이 전자석의 구조를 보면, 솔레노이드 코일의 앞, 뒤로 이빨 형상을 하고 있는 자극이 붙어 있어서
N극, S극이 교대로 위치하도록 되어 있고, 이것이 회전하게 되면 주변의 고정자 코일로부터 기전력이
발생하며 발전이 이루어지게 되는 것입니다.
이러한 대용량 발전기는 전자석에 전류를 공급해 줘야 발전할 수 있으므로, 처음엔 직류 전원으로 전류를
공급해 발전을 시작하고 고정자로부터 전력이 생산되면, 그때부터는 자체 발전 전력을 이용해 전자석을
동작시킴으로써 외부 전원의 도움 없이 자체적으로 동작하게 됩니다..
일반적인 화력,원자력,수력,조력,파력 ,풍력 발전기가 모두 전자기 유도형 동기 발전기 입니다.
[ 태양광 발전만 예외]
기본개념은 정해진 자기장의 세기와방향[자기장벡터값] 과 자유전자(구리선내부에 엄청 많죠~)의 움직임속도 V[벡터값 ]의 벡터 외적으로 기전력이 발생 합니다.
벡터외적은 플래밍의 오른손 법칙으로 설명 되어 지기도 합니다.
즉 자기장의 세기 방향 과 전선의 움직이는 방향 모두에 수직인 방향으로 기전력이 생김.
기전력 E = 자기력B x 구리선의 속도 V x 두 벡터의 sin(각도) 로 그 크기가 결정되며 방향은 플래밍의 오른손 법칙으로 해석 됩니다.
기본 이론 입니다. 자기장 내부에서 움직이는 도선에는 기전력(전압)이 발생 합니다. 보통은 회전하는 회전자에 일정한 자기장을 발생 시키고 이자기장발생 회전자를 돌리고 주변에 구리선으로 잘 배치 해두면 이 구리선에 전압이 생기는 형태로 발전을 합니다.
자기장움직임에 구리선을 주변에 고정 => 실제 대부분의 전자기 유도 발전기
자기장을 외부에 고정 배치하고 내부에 구리 코일을 배치해서 발전도 가능합니다.
하며튼 자기장과 구리선이 서로 상대 속도를 일으키면 발전됩니다.