강의노트 전기자 반작용

변수명

전기자 반작용

전기자반작용은 전기자전류가 계자자속에 간섭을 일으키는 현상으로 직류기에서는 전압 강하의 문제가 되지만, 동기기에서는 정상 동작의 일부이다.

$E_s$는 전기자 전류에 의해 유기되는 기전력이다.

$E_r$는 회전자자속에 의해 유기되는 기전력이며, $E_s = j X_s I_a$는 고정자자속에 유기되는 기전력이다. 이 두 성분이 결합하여 공극자속에 유기 기전력$E_a$를 생성한다.

동기기는 $E_a$의 기전력과 $jX_s$ 임피던스로 표현한 테브난 등가회로 형태이다.

전기자 전류와 유기기전력과의 관계에 대한 전기자 반작용

$I_a$가 $E_a$와 동상인 경우

$I_a$가 $E_a$와 동상인 경유 역률은 1인 경우이다.

도체가 극의 바로 아래에 있을때 이 도체의 유기 기전력은 최대가 된다.

전기자 전류가 유도 기전력과 동상이면 전기자 전류에 의한 기자력($j X_s I_a$)은 주 계자 기자력에 공간적으로 $\pm \pi/2$가 된다.

전기자 기자력은 횡축방향으로 작용하여 횡축반작용(quadrature reaction) 혹은 교차자화작용(cross magnetization)이된다.

$I_a$가 $E_a$보다 $\dfrac{\pi}{2}$뒤지는 경우 (지상전류)

$I_a$가 $E_a$보다 $\dfrac{\pi}{2}$뒤지는 경우는 지상전류인 경유 뒤진 역률 0이다.

전기자 전류가 유기기전력보다 90° 뒤진 경우 (lagging) 전기자전류에 의한 기자력은 주 계자의 기자력과 같은 축에 일치하지만 반대 방향으로 작용한다.

전기자 전류의 기자력은 주 계자의 기자력 계자자속을 감소시키는 감자작용 (demagnetization)으로 작용한다.

$I_a$가 $E_a$보다 $\dfrac{\pi}{2}$앞서는 경우 (진상전류)

$I_a$가 $E_a$보다 $\dfrac{\pi}{2}$앞서는 경우 (진상전류)인 경유 앞선 역률 0이된다.

전기자 전류가 유기기전력보다 90° 앞선 경우 (leading) 전기자전류에 의한 기자력은 주 계자의 기자력과 같은 축에 방향도 일치하여 자속을 증가시키는 방향으로 작용한다.

전기자 전류의 기자력은 주 계자의 기자력 계자자속을 증가시키는 증자작용(magnetization)으로 작용한다.

동작

고정자자속($B_s$)를 만드는 전류와 전기자 유기기전력 사이의 위상차로 인해 토크가 발생하며, 직교성분은 회전자자속의 '토크성분'이 되고, 공극자속 방향의 성분은 '자속성분'이 됩니다.

$I_a$는 유효전류 성분과 무효전류 성분으로 나뉘며, 유효성분은 토크를 생성하고, 무효성분은 자속을 생성합니다.

계자전류를 조절하면 지상 역률이나 진상 역률을 만들 수 있으며, 임계여자상태에서는 전체 전기자전류가 토크성분이 된다.

**부족여자상태(진상 전류)**에서 무효성분이 지상으로 되어 증자작용을 하고, **과여자상태(지상 전류)**에서는 무효성분이 진상으로 되어 감자작용을 합니다.