동기발전기에서 여자전류는 어떤 역할을 하나요?

Question

발전기 공부를 하다 보면 동기발전기에서 여자전류라는 개념이 나오는데 정확한 역할이 잘 이해되지 않습니다. 여자전류를 공급하면 계자에 자속이 형성된다는 정도만 알고 있습니다. 그런데 이 여자전류의 크기가 발전기의 전압이나 출력에 어떤 영향을 주는지 궁금합니다. 실제 발전소나 전기설비에서 여자전류를 조정하는 이유가 무엇인지 알고 싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.

여자전류는 동기발전기에서 자속을 형성하여 발전기 출력전압을 결정하는 역할을 합니다.

동기발전기에서는 회전자에 직류 여자전류를 공급하면 계자에 자속이 형성되고, 이 자속이 회전하면서 고정자 권선에 기전력이 유도됩니다. 따라서 여자전류의 크기가 커지면 자속이 증가하고 유도되는 전압도 함께 증가하게 됩니다.

반대로 여자전류가 감소하면 자속이 약해지면서 발전기 출력전압도 낮아지게 됩니다. 그래서 발전기에서 단자전압을 일정하게 유지하기 위해 여자전류를 조정하게 됩니다.

또한 발전소에서는 여자전류를 조절하여 발전기의 무효전력과 역률을 조정하기도 합니다. 여자전류를 증가시키면 발전기가 무효전력을 공급하게 되고, 감소시키면 무효전력을 흡수하는 방향으로 동작하게 됩니다. 그래서 실제 전력계통에서는 자동전압조정기(AVR)를 사용해 여자전류를 자동으로 조절하여 전압을 안정적으로 유지합니다.

Answer 2

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

동기발전기에서 여자전류는 자속을 만듭니다. 그래서 전압의 크기를 결정하는 역할을 합니다. 그리고 여자전류를 조절하면 발전기의 단자 전압을 일정하게 유지할수 있죠. 또 무효전력을 제어할수 있는데, 목적은 역률을 조정할수 있습니다. 결국에는 전압이 떨어지면, 여자전류를 높여서 전압을 올릴수있고, 전력계통을 안정시키는 원리라고 볼수있습니다.