CH5. 정류기 노트필기

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CH.5 정류기

정류기 ( AC → DC )

 

- 회전 정류기

- 수은 정류기

- 반도체 정류기

 

◼ 회전 정류기

→ 동기기, 기계적

 

: 교류를 가하면 회전자는 동기 전동기의 회전자로서 회전함과 동시에 직렬발전기의 전기자로 작용하여 직류를 발생

∴ 직류전압 조정 방법

 

∴ 회전변류기 난조원인 및 대책

 

원인

- 브러시의 위치가 중성점보다 늦은 위치에 있을 때

- 직류측 부하가 급변하는 경우

- 교류측 주파수가 주기적으로 변동하는 경우

- 역률이 몹시 나쁜 경우

- 전기자회로의 저항이 리액턴스에 비해 큰 경우

 

대책

- 제동권선의 작용을 강하게 할 것

- 전기자 저항에 비하여 리액턴스로 크게 할 것

 

◼ 수은 정류기

역호

 

:음극에 대해 부전위로 있는 양극이 어떠한 원인에 의해

음극점이 형성되어 정류기의 밸브작용이 상실되는 현상

 

역호의 발생원인

 

- 과부하 전류 및 전압

- 내부 잔존가스의 압력 상승

- 양극의 수은 방울 부착 및 양극표면의 불순물 부착

 

방지대책

 

- 냉각 장치에 주의하여 과열, 과냉각을 피할 것

- 정류기를 과부하로 되지 않도록 할 것

- 진공도를 충분히 높게 할 것

 

◼ 전력용 반도체 소자

 

① PN 접합다이오드

 

② SCR (Silicon controlled rectirer)

: 직류 및 교류 제어용 소자

∴SCR의 특징

 

- 역저지 3단자(AKG) 사이리스터

- 아크가 생기지 않으므로 열의 발생이 적음

- 과전압에 약함

- 전류 흐를 때 양극전압 강하 ↓

- 도통 시간이 짧다 (μs 단위)

- 역률각 이하에서는 제어 불가능

 

· Turn on 조건

- AK 간 브레이크 오버 전압 이상의 전압인가

- 게이트에 래칭 전류 이상의 전류인가 ( 펄스전류)

 

· Turn off 조건

- 애노드의 극성을 부(-)로 한다.

- SCR에 흐르는 전류를 유지전류 이하로 한다.

 

 

· SCR 관련용어

 

- Turn on 시간 : 게이트 전류를 가하여

도통 완료까지의 시간

- 래칭전류 : SCR을 Turn on 시키기 위하여 게이트에 흘러야 할 최소전류

- 유지 전류 : SCR이 on 상태를 유지하기 위한 최소전류

 

③ GTO (Gate turn off thyrister)

→ 자기소호소자

· 특징

 

- 역저지 3단자 소자

- 초퍼, 직류 스위치 등에 사용

- 자기 소호 가능 소자

- 고전압에 사용

 

④ TRIAC

: 양방향 3단자 사이리스터

 

⑤ 전력용 트랜지스터

 

· MOS FET

(Metal oxied silicon field effect transistor)

 

- 게이트와 소스 사이에 걸리는 전압으로 제어

- 스위칭 속도가 빠르나 용량이 적어 비교적 작은 전력범위 내에서 적용

 

·IGBT (Insulated gate bipolar transistor)

 

- 트랜지스터와 MOS FET의 장점을 취한 것

- 게이트 구동 전력이 매우 낮음

- 스위칭 속도가 매우 빠름

 

⑥ 기타반도체 소자

.

◼ 다이오드 정류회로

 

① 단상 반파 정류회로

 

② 단상 전파 정류회로

 

③ 3상 반파 정류 회로

 

④ 3상 전파 정류회로

 

◼ 사이리스터 정류회로

 

① 단상 반파 정류회로

 

⑥ 전력의 변환

 

◼ 교류정류자기

 

① 교류 정류자 전동기의 분류

· 특성에 의한 분류 - 정류자형 저주파 발전기

- 정류자형 주푸수 변환기

- 자동진상기

 

② 단상 직권 정류자 전동기

 

- 전기자 및 계잔 권선이 리액턴스 강하 때무에 역률에 따라서 출력이 매우 저하함. 따라서 계자 권선의 권수를 적게하여 인덕턴스 감소

 

- 전기자 권선수를 크게 하면 전기자 반작용이 커지기 때문에 정류가 곤란해지고 전기자 리액턴스 강하가 커져서 역률에 따라 출력이 저하 → 보상권선 설치

 

- 단상 직권 정류자 전동기는 회전속도에 비례하는 기전력이 전류와 동상으로 유기되어 속도가 증가 할수록 역률이 개선되므로 회전속도를 증가

 

- 계자극의 자속이 정현적으로 교번하므로 철손을 줄이기 위해 전기자뿐만 아니라 계자부분까지 성층 철심으로함.

 

③ 3상 직권 정류자 전동기

 

중간변압기를 채용

- 전압의 크기에 관계없이 정류자 알맞은 회전자 전압을 선택가능

 

- 중간 변압기의 권수비를 바꾸어 전동기의 특성을 조정

 

- 직권 특성이기 때문에 경부하에서는 속도가 매우 상승하나 중간변압기를 사용하여 철심을 포화하도록 하면 속도 상승을 제한 가능하다.

 

④ 교번 분권 정류자 전동기

 

: 교번 분권 정류자 전동기는 토크의 변화에 대한 속도의 변화가 매우 작아 분권 특성의 정속도 전도기인 동시에 교류 가변 속도 전동기로 널리 쓰임

 

⑤ 3상 분권 정류자 전동기

 

- 시라케 전동기 : 브러시 이동으로 속도 제어가 가능함.