전기기기
동기발전기
지그재그
2022.3 기출
지그재그(interconnected-star) 결선에서는 한 상의 출력전압을 서로 다른 자극(상)의 반권선 2조를 직렬로 합성해 만든다. 각 조의 전압이 \(E\)이고 두 반권선의 위상차가 60°일 때, 합성 상전압은?
- ① \(E\)
- ② \(2E\)
- ③ \(\sqrt3\,E\) 정답
- ④ \(3E\)
📖 해설
지그재그 결선 — 두 반권선의 벡터 합성
한 출력상은 서로 다른 자극(상)에 감긴 반권선 2조(각 \(E\))를 직렬로 잇는데, 이 둘은 위상차 60°를 가집니다. 크기가 같은 두 전압을 60°로 합성하면:
\[ V=2E\cos\frac{60°}{2}=2E\cos30°=2E\cdot\frac{\sqrt3}{2}=\sqrt3\,E \]
이용률(권선 활용도)
같은 두 반권선을 동상으로 이으면 \(2E\)가 나오지만 지그재그는 \(\sqrt3 E\)뿐이므로
\[ \frac{\sqrt3 E}{2E}=0.866\ (86.6\%) \]권선을 더 써야 해 이용률이 낮습니다.
지그재그를 쓰는 이유
두 반권선이 서로 다른 상에 있어 제3고조파(영상분)가 상쇄되고, 중성점을 안정적으로 만들어 접지·제3고조파 억제에 유리합니다(접지변압기 등).
주의 — 합성전압은 3E가 아니라 √3 E입니다(60° 벡터 합).
한 출력상은 서로 다른 자극(상)에 감긴 반권선 2조(각 \(E\))를 직렬로 잇는데, 이 둘은 위상차 60°를 가집니다. 크기가 같은 두 전압을 60°로 합성하면:
\[ V=2E\cos\frac{60°}{2}=2E\cos30°=2E\cdot\frac{\sqrt3}{2}=\sqrt3\,E \]
이용률(권선 활용도)
같은 두 반권선을 동상으로 이으면 \(2E\)가 나오지만 지그재그는 \(\sqrt3 E\)뿐이므로
\[ \frac{\sqrt3 E}{2E}=0.866\ (86.6\%) \]권선을 더 써야 해 이용률이 낮습니다.
지그재그를 쓰는 이유
두 반권선이 서로 다른 상에 있어 제3고조파(영상분)가 상쇄되고, 중성점을 안정적으로 만들어 접지·제3고조파 억제에 유리합니다(접지변압기 등).
주의 — 합성전압은 3E가 아니라 √3 E입니다(60° 벡터 합).