회전계자형 동기발전기는 회전계자형 구조를 가지고 있는 발전기입니다. 회전계자형 구조는 자석(계자)이 회전하고 코일(전기자)이 고정되어 있는 구조입니다. 이러한 구조를 주로 사용하는 이유는 다음과 같습니다.
1. 권선 배열 및 결선이 편리하다: 회전계자형 구조는 코일이 고정되어 있으므로 회전하는 곳에 권선을 배열하고 결선하는 것이 편리합니다. 특히 3상전력을 만들어내는 발전기에서는 복잡한 권선 배열과 결선이 필요한데, 회전계자형 구조는 이를 간편하게 할 수 있습니다.
2. 절연에 유리하다: 대용량의 동기발전기에서는 고전압이 발생하므로 안정적인 구조가 필요합니다. 회전계자형 구조는 코일(전기자)이 고정되어 있어 안정적인 구조를 가지고 있습니다. 자석(계자) 쪽은 전자석을 만들기 위한 전류를 공급하기는 하지만 절연을 심각하게 고려할 필요는 없습니다.
3. 슬립링과 브러시의 수가 줄어든다: 회전계자형 구조는 전자석을 공급하기 위한 두 가닥의 선만 필요로 합니다. 반면 회전전기자형 구조는 3조의 코일이 회전하므로 더 많은 슬립링과 브러시가 필요합니다. 슬립링과 브러시는 접촉저항이 생겨서 열이 발생하고 마모가 되는 부분이므로 적을수록 안정적입니다.
따라서 대용량의 동기발전기에서는 회전계자형 구조를 주로 사용하여 안정성과 효율성을 높이고, 절연 및 권선 배열과 결선의 편리성을 확보할 수 있습니다.
출처:
- https://yyxx.tistory.com/157
- https://engineering-room.tistory.com/25