직류기 전기자 권선법(중권·파권)

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1 출제 포인트 — 이렇게 나옵니다

38회 시험 중에서 7번 나왔습니다

2010~2022년 기출 38회 시험 기준

출제 회차 2012년 1차 · 2013년 1차 · 2013년 3차 · 2016년 1차 · 2020년 3차 · 2021년 2차 · 2022년 2차

2 쉬운 설명

전기자 권선은 코일을 잇는 방식에 따라 중권과 파권으로 나뉜다. 그 방식에 따라 브러시 사이에서 권선이 나뉘는 병렬 경로의 수, 곧 병렬 회로 수 $a$ 가 정해진다.

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중권은 이웃한 코일을 차례로 이어 가는 방식이다. 단중 중권은 병렬 회로 수가 극수와 같고( $a=P$ , 극수는 문항에 따라 $p$ 또는 $P$ 로 적으며 같은 양이다) 브러시 수도 극수와 같아야 하며, 저전압 대전류용이다. 병렬 회로가 여럿이면 회로마다 전압이 조금씩 달라져 회로 사이에 순환전류가 흐를 수 있으므로, 같은 전위인 점들을 균압환으로 이어 준다.

파권은 코일을 건너뛰며 파도 모양으로 이어 가는 방식이다. 단중 파권은 극수와 관계없이 병렬 회로 수가 언제나 $a=2$ 이고, 병렬 회로가 2개뿐이라 균압환이 필요 없다. 병렬 회로가 적으면 한 회로에 직렬로 이어진 도체가 많아 전압은 높고 전류는 작으므로 고전압 소전류용이다. 전기자 도체의 굵기와 권수가 같을 때 단중 중권에 비해 단중 파권은 전류는 적으나 고전압이 이루어진다.

단중은 권선이 한 겹으로 이어진 것이고, 다중도 $m$ 은 같은 감는 방식을 몇 겹으로 겹쳐 감았는지 나타내는 수이다. 겹친 만큼 병렬로 흐를 길도 늘어 다중 중권은 $a=mP$ 이며, $m=1$ 이면 단중 중권의 $a=P$ 와 같다. 파권은 단중이면 $a=2$ 이고 다중 파권은 $a=2m$ 이다.

정류자 편간 전압은 이웃한 정류자 편 사이에 걸리는 전압이다. 유기기전력 $E$ 가 230 V, 극수 4, 정류자 편수 $K$ 가 162 인 중권 직류 발전기에서는(이 문항은 극수를 $p$ 로 적었다) $a=p=4$ 이고, 한 병렬 회로에 직렬로 놓인 편 수는 $\frac{K}{a}=\frac{162}{4}=40.5$ 이다. 기전력을 이 편 수로 나누면 $e=\frac{230}{40.5}\approx5.68$ V( $e$ : 정류자 편간 전압) 이며, 중권의 편간 전압은 $\frac{pE}{K}=\frac{4\times230}{162}$ 로 쓸 수 있다.

전기자 전류 $I_{a}$ 는 병렬 회로에 똑같이 나뉘어 흐르므로 병렬 회로 하나에는 $I_{a}\div a$ 가 흐른다. 4극 단중 중권에서 전기자 전류가 40 A 이면 병렬 회로는 4개이고 각 회로에는 $40\div4=10\,\mathrm{A}$ 가 흐른다.

3 이 개념이 나온 기출문제

해설·법령 근거까지 가입 없이 보실 수 있습니다. 최신 5개년 문항은 여기 나오지 않습니다.

4 체크리스트 + 암기팁

암기팁 중권: 병렬 회로 수·브러시 수 = 극수 (저전압·대전류) / 파권: 병렬 회로 수 = 2 (고전압·소전류).

암기팁 단중 중권

a=P

, 다중 중권

a=mP

(파권은 단중

a=2

, 다중

a=2m

함정 주의 다중도 문제는 식에

m

이 들어 있는지 확인한다.

m

이 빠진

a=P

는 단중 중권일 때의 식이다.

병렬 회로 수가 극수와 같다, 브러시 수가 극수와 같아야 한다, 저전압 대전류용이다, 균압환이 필요하다 — 이 설명은 모두 중권의 특징이다. 문항에 따라 병렬 회로 사이의 전압 균형을 맞추는 균압선이 필요하다고 적기도 하며, 이것도 중권의 특징이다. 단중 파권의 설명으로 붙어 있으면 틀린 보기이다.
단중 파권은 병렬 회로 수가 극수와 관계없이 언제나 2 이고, 고전압 소전류용이며 균압환이 필요 없다.
다중 중권의 병렬 회로 수는 $a=mP$ 이다. $a=2$ 는 단중 파권, $a=2m$ 은 다중 파권의 식이고, $a=P$ 는 다중도가 1인 단중 중권의 식이어서 $m$ 이 빠져 있으면 정답이 아니다.

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중권의 편간 전압은 극수와 유기기전력을 곱해 정류자 편수로 나눈 값, 곧 $\frac{pE}{K}$ 이다( $p$ 극수, $K$ 정류자 편수). 중권과 파권은 병렬 회로 수가 다르므로 어떤 권선인지부터 확인한다.
직류기가 주로 쓰는 권선법은 폐로권, 고상권, 이층권이다. 폐로권은 권선이 정류자를 따라 닫힌 회로를 이루는 것, 고상권은 코일을 철심 바깥쪽에 감는 것, 이층권은 한 슬롯에 코일변을 위아래 두 층으로 넣는 것이다.
단중 중권에서 병렬 회로 하나에 흐르는 전류는 전기자 전류를 병렬 회로 수, 곧 극수로 나눈 값이다. 4극에 40 A 이면 10 A 이다.

5 예제 — 이 개념, 실제로 이렇게 나왔습니다

2013년 1차 전기기기 43번 — 중권 정류자 편간 전압직류 발전기의 유기기전력이 230[V], 극수가 4, 정류자 편수가 162인 정류자 편간 전압은 약 몇 [V]인가? (단, 권선법은 중권이다.)계산해설 보기 →2020년 3차 전기기기 53번 — 단중 파권으로 감을 때의 특징직류기의 권선을 단중 파권으로 감으면 어떻게 되는가?옳은 것 고르기해설 보기 →2022년 2차 전기기기 44번 — 다중 중권의 병렬 회로 수직류기의 다중 중권 권선법에서 전기자 병렬회로 수 a와 극수 P 사이의 관계로 옳은 것은? (단, m은 다중도이다.)옳은 것 고르기해설 보기 →

6 이론 근거 — 정의가 곧 정답입니다항목 8개 · 눌러서 펼치기눌러서 닫기

중권과 파권

중권은 병렬 회로 수

a=P

, 파권은

a=2

이다. 도체 수가 같으면 파권이 직렬 도체가 많아 전압이 높고 전류는 작다.