정류기 : 전류를 변환하는 기기의 일종으로 교류를 직류로 변환하는 기기이다.
【 전류변환장치 】
|
명칭
|
기능
|
|
컨버터 (정류기)
|
교류 (AC) 를 직류(DC)로 변환
|
|
인버터
|
직류(DC)를 교류 (AC) 변환
|
|
사이클로 컨버터
|
교류(AC)를 교류(AC)로 주파수 변환
|
|
초 퍼
|
직류(DC)를 직류(DC)로 변환
|
1. 정류기
▣ 교류(AC)를 직류 (DC)로 변환하는 장치
⊙ 회전변류기
⊙ 수은정류기
⊙ Diode
⊙ Thyristor
가. 회전변류기
▣ 직류발전기의 정류자를 이용하여 정류하는 방식을 채용한 컨버터의 일종이다.
⊙ 교류전류를 동기전동기에 공급하면 동기전동기가 직류발전기를 구동하여 직류 전기를
발생하는 원리를 이용한다.
▣ 회전변류기를 도면으로 나타내면 다음과 같다.
▣ 회전변류기의 전압비와 전류비는 다음과 같다.
▣ 난조발생 : 운전중 부하 급변시 진동 발생 ⇒ 제동권선 설치 필요
▣ 직류 전압 조정
⊙ 직렬 리액터
⊙ 유도전압조정기
⊙ 동기 승압기
⊙ 부하시 전압조정기
나. 수은정류기
▣ 유리병안에 수은과 극판을 넣고 양 단자에 전류를 공급하면 한쪽으로 전류가
흐르는 성질을 이용한 것으로 효율이 낮아 요즘에는 사용되지 않는다.
▣ 아크방전을 통해 A양극에서 K음극으로 전류가 흐른다.
⊙ K가 1개, A가 3개여서 3상을 6상으로의 경우가 대부분임
⊙ 철도용 변전소에서 많이 사용되었으나 지금은 반도체 정류가 대신하고 있다.
▣ 이상 현상
⊙ 역호 : 양극에 어떤 원인에 의해 음극점이 형성되어 정류기의 밸브작용(정류작용)이
상실되는 현상
※ 역호의 원인
◈ 과전압 및 과전류
◈ 잔존가스의 압력 상승
◈ 양극재료 불량
◈ 양극 불순물 부착
※ 대책
◈ 과열, 과냉각을 피할 것
◈ 과부하를 피할 것
◈ 진공도를 충분히 높게 할 것
⊙ 통호 : 전류가 통하지 않게 하여야 하는 작용의 고장, 즉 저지하여야 할 전류를 흘리는
현상을 통호라고 한다.
다. 다이오드
▣ 다이오드는 P형 반도체와 N형 반도체를 접합하여 만든다. 다이오는 전류의 흐름을 제어하는 밸브역할을 한다. A(Anode)는 양극, K(Kathode) 음극이다.
① 반도체 기본소자 : 실리콘 (Si)
▣ P형 반도체는 4가 반도체에 3가 불순물을 주입하여 만들고 N형 반도체에는 4가 반도체에 5가 불순물을 주입하여 만든다.
순바이어스 : 전위장벽 낮아진다. 공간 전하 영역이 좁다.
역바이어스 : 전위 장벽이 높아진다. 공간 전하영역이 넓어진다.
② 다이오드 접속
2. 정류회로
가. 단상반파 정류 회로
▣ 단상 반파 정류회로는 다이오드 한개로 구성된 정류회로이다.
▣ 정류의 직류분은 평균값으로 나타내면 최대전압을 π로 나누어 산정한다.
|
단상반파 맥동률
|
단상전파
|
3상 반파
|
3상 전파
|
|
121%
|
48%
|
17%
|
4%
|
나. 단상 전파 정류회로
▣ 단상 전파 정류회로는 다이오드 2개로 구성된 정류회로이다.
▣ 직류분 전압은 다음과 같다.
▣ 다이오드 4개에 의한 단상 전파 정류회로는 첨두역전압만 √2 E로 다르다.
다. 3상 반파 정류회로 : Ed = 1.17 E
라. 3상 전파 정류회로 : Ed = 1.35 E
3. 사이리스터 (Thyristor)
▣ 사이리트터 : pnpn 접합의 4층 구조 반도체 소자의 총칭
가. SCR (Silicon Controlled Rectifier)
▣ SCR는 사이리스터의 대표적인 소자이다.
▣ 위상제어 정류회로 (PCR:Phase controlled Rectifier) 기본 개념
▣ SCR은 3단자 단일 방향성 사이리스터 소자이다.
◈ 3단자는 애노드, 캐소드, 게이트로 구성되어 있다.
◈ 정류작용을 한다.
▣ SCR Turn On 조건
◈ 게이트에 펄스 인가
◈ 브레이크 오버 전압 인가
▣ SCR Turn Off 조건
◈ 애노드에 극성에 부(-) 전압 인가
◈ 전류가 유지전류 이하로 감소
【사이리스터의 종류】
4. 전력용 트랜지스터
▣ 트랜지스터는 전류를 증폭할 수 있는 부품이고 작은 베이스 전류로 큰 콜렉터 전류를
조절할 수 있다. 또한 스위치 역할을 한다.
⊙ 트랜지스터는 NPN, PNP 두종류가 있다.
⊙ 베이스에 전압이 가해지면 이미터, 컬럭터 사이에 도통된다. ⇒ 스위치 역할, 증폭 역할
가. 전계효과 트랜지스터 FET
▣ MOS형 : 금속과 반도체간의 전계효과 이용
▣ 접합형 : PN형을 접합하여 전계효과 이용
▣ 특징 - 높은 스위칭 주파수 사용
- 저전력 증폭용으로 사용
나. IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)
▣ MOSFET와 Bipolar Transistor, GTO 를 결합한 소자.
▣ 특징 - 빠른 스위칭 속도
- 역방향 전압 저지 특성
- 고전압 대전류 스위칭 가능
다. SCR을 이용한 위상제어 정류
▣ 제어각 > 위상각
5. 교류정류자기
▣ 교류전원에 접속하여 사용하는 회전전기 기계로서 정류자를 가지고 있는 것
▣ 단상 정류자 전동기
▣ 종류
◈ 직권전동기 : 직권, 보상직권, 유도보상 직권전동기
◈ 반발전동기 : 아트킨손, 톰슨, 데리
◈ 보상반발전동기, 분권전동기, 반발유도전동기
▣ 단상 직권 정류자 전동기
◈ 직류, 교류 모두 사용가능한 만능 전동기 (Universal Moter)
◈ 보상권선 설치 필요 (전기자 리액턴스 강하에 대응)
◈ 속도가 증가할 수록 역률 개선
◈ 용도 : 소형공구 : 믹서, 미싱 등에 사용
▣ 3상 직권 정류자 전동기
◈ 기동토크가 크다.
◈ 변속도 특성을 갖는다.
◈ 속도가 빠를수록 효율과 역률이 좋아진다.
★ ◈ 중간변압기 사용 목적.
◈ 전원 전압에 관계없이 정류자 전압 조정 가능
◈ 중간변압기 권수비를 조절하여 전동기 특성 조정
◈ 경부하시 속도가 크게 상승하여 중간 변압기를 사용하여 철심을 포화시켜 속도 상승
제한
▣ 교류 분권 정류자 전동기
◈ 분권전동기의 특성인 정속도 특성과 동시에 교류 가변 속도 전동기로 사용
◈ 3상 분권 정류자 전동기 (시라게 전동기)
◈ 브러시 이동으로 속도 제어가 가능한 전동기
'전기이론 > 회로이론' 카테고리의 다른 글
| 퍼센트 임피던스 (%Z) (0) | 2024.08.24 |
|---|---|
| 유도전동기의 회전원리 (0) | 2024.08.23 |
| 수하특성(정전류 특성)이란 ? (0) | 2024.08.22 |
| 동기발전기의 출력 P [W] (0) | 2024.08.21 |
| 전기 회로 이론 : 전달함수 (0) | 2024.08.19 |