전기자 반작용

정의

전기자 반작용은 전기자 전류가 만든 자속이 계자 자속에 영향을 주는 현상이다.

이 간섭으로 공극 기전력이 단자전압과 달라진다.

부하 역률에 따라 계자를 강하게 하거나 약하게 한다.

발전기, 전동기, 동기조상기를 모두 이해하는 기초 개념이다.

역률별 작용

역률 방향에 따라 전기자 반작용은 세 가지 형태로 나타난다.

단위 역률에서는 교차 자화, 지상에서는 감자, 진상에서는 증자가 일어난다.

표에서 보듯 지상과 진상은 계자 자속에 대해 반대 작용을 한다.

역률 방향과 단자전압

전기자 전류가 기전력보다 뒤지면 지상, 앞서면 진상 부하다.

지상 전류는 감자 작용으로 계자 자속을 약화시키고 단자전압을 낮춘다.

진상 전류는 증자 작용으로 계자 자속을 강화하고 단자전압을 높인다.

같은 전류 크기라도 위상에 따라 계자에 미치는 영향의 부호가 반대다.

계산 예제

지상 역률 부하에서 기전력의 크기를 구하는 예제를 보자.

전기자 저항은 무시하고 동기 리액턴스 전압강하 IXs만 고려한다.

상전압은 약 3810 V, 상전류는 100 A, 역률은 0.8이다. IXs는 1000 V다.

그러면 기전력은 약 4480 V로 단자전압보다 커진다.

지상의 감자 작용을 계자 강화로 보상해야 한다는 결론과 일치한다.

동기조상기와 자기여자

동기조상기는 무부하로 운전하면서 무효전력을 공급하거나 흡수하는 장치다.

과여자면 진상 무효전력을 공급하고, 부족여자면 지상 무효전력을 흡수한다.

진상 충전전류가 계자를 강화하면 전압이 오르는 자기여자가 생긴다.

정리

마지막으로 전기자 반작용의 핵심을 정리한다.

지상 부하는 감자 작용, 진상 부하는 증자 작용이 일어난다.

단위 역률에서는 교차 자화가 나타나 주자속 분포가 왜곡된다.

동기조상기 원리와 함께 역률 방향을 판단하는 것이 핵심이다.