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동기기의 권선법

동기기의 권선법은 동기기의 원리와 구조 단원의 개념이다. 공개 문항 3개를 한데 묶었다.

전기기기 · 동기기 · 동기기의 원리와 구조

개념 설명

파형 개선을 위한 단절권 및 분포권 방식

기전력의 파형을 좋게 하기 위해서는 단절권과 분포권을 사용한다. 분포권은 고조파를 감소시키고 파형을 개선하지만, 기전력의 크기는 감소시킨다.

이 개념 문제 10개 풀기 회원용 →

관련 문항 3개

  1. 문항 1 전기기기 · 동기기

    동기발전기의 권선을 집중권보다 분포권으로 하면?

    1. 권선의 리액턴스 증가
    2. 집중권에 비해 합성유도 기전력이 상승
    3. 파형개선
    4. 난조를 방지
    정답과 해설

    정답 3번

    분포권은 기전력이 분포계수만큼 다소 줄지만 고조파가 상쇄되어 파형이 개선된다.

    풀이

    분포권은 매극 매상의 코일을 한 슬롯에 집중시키지 않고 여러 슬롯에 분산 배치하는 권선법이다.

    집중권에 비해 합성 유기기전력은 분포계수(kd<1)만큼 감소하고 리액턴스도 감소하지만, 여러 슬롯에 걸쳐 발생한 기전력이 합성되면서 고조파 성분이 상쇄되어 파형이 개선되는 효과가 가장 크다.

    난조 방지는 제동권선의 역할이다.

    핵심 공식: 분포계수 kd<1 → 기전력 다소 감소, 대신 파형 개선

    암기팁: '분포권=여러 홈에 나눠 감아 파형을 매끈하게'로 암기.

    처음이라면

    집중권은 한 극의 코일을 한 슬롯(홈)에 몰아 넣는 방식이고, 분포권은 여러 슬롯에 나누어 배치하는 방식입니다.

    나누어 감으면 각 코일 기전력의 합이 분포계수(kd<1) 때문에 집중권보다 조금 줄어듭니다. 하지만 여러 슬롯에서 생긴 기전력이 합쳐지면서 고조파 성분이 서로 상쇄되어, 파형이 훨씬 매끈한 정현파에 가까워집니다. 이 파형 개선이 분포권의 가장 큰 장점입니다.

    ②는 '상승'이라 방향이 반대이고, 리액턴스도 오히려 감소합니다(① 오답). ④ 난조 방지는 제동권선의 역할입니다.

    이런 문제가 나오면 → '분포권 = 파형 개선, 제동권선 = 난조 방지'로 구분하세요.

    한 걸음 더

    분포권은 코일을 여러 슬롯에 분산 배치하는 권선으로, 분포계수 kd<1만큼 합성 기전력은 감소하지만 고조파가 상쇄되어 파형이 개선된다.

    집중권 대비 리액턴스도 감소하므로 ①②는 방향이 반대이고, 난조 방지(④)는 제동권선의 기능이다.

    권선 유형 문제는 단절권·분포권·제동권선의 기능 대응만 확인하면 된다.

    꿀팁: '나눠 감으면(분포권) 파형 매끈, 짧게 감으면(단절권) 고조파 제거'.

  2. 문항 2 전기기기 · 동기기

    동기발전기의 권선을 분포권으로 하면 어떻게 되는가?

    1. 권선의 리액턴스가 커진다.
    2. 파형이 좋아진다.
    3. 난조를 방지한다.
    4. 집중권에 비하여 합성유도 기전력이 높아진다.
    정답과 해설

    정답 2번

    분포권은 고조파가 상쇄되어 파형이 좋아지고, 기전력은 분포계수만큼 낮아진다.

    풀이

    정답 근거: 동기발전기 권선을 분포권(여러 슬롯에 분산 배치)으로 하면 고조파 성분이 상쇄되어 유기기전력의 파형이 정현파에 가까워져(파형 개선) 좋아진다.

    오답 소거: ①분포권은 집중권보다 오히려 누설리액턴스가 감소하는 경향, ③난조 방지는 제동권선의 역할, ④분포권의 합성 유도기전력은 분포계수(<1)로 인해 집중권보다 낮아지므로 '높아진다'는 설명은 틀렸다.

    핵심 공식: 분포권 특성 - 파형 개선, 누설리액턴스 감소, 기전력은 분포계수만큼 낮아짐(약 5% 감소).

    암기팁: '분포권=파형은 좋아지고 기전력은 조금 낮아진다'로 암기한다.

    처음이라면

    코일을 한 슬롯에 몰아 넣으면 '집중권', 여러 슬롯에 나누어 감으면 '분포권'입니다.

    분포권은 슬롯마다 유도되는 기전력의 위상이 조금씩 달라서, 파형을 일그러뜨리는 고조파(불필요한 파형 성분)끼리 서로 상쇄됩니다. 그 결과 유도기전력 파형이 정현파에 가까워지므로 '파형이 좋아진다'가 정답입니다.

    단, 합성 기전력은 분포계수(1보다 작음)만큼 약간 줄어들므로 ④처럼 집중권보다 높아진다는 설명은 틀렸고, ③ 난조(동기에서 벗어나는 현상) 방지는 제동권선(댐퍼권선)의 역할입니다.

    이런 문제가 나오면 → '분포권=파형 개선, 기전력은 약간 감소'를 한 세트로 외우자.

    한 걸음 더

    분포권은 고조파 상쇄로 유기기전력 파형이 개선된다.

    ①누설리액턴스는 오히려 감소, ③난조 방지는 제동권선의 역할, ④기전력은 분포계수(<1)만큼 집중권보다 낮아진다.

    분포권 특성 3종(파형↑·리액턴스↓·기전력↓)을 바꿔 묻는 패턴이다.

    꿀팁: '분포권은 파형은 좋아지고 기전력은 약간 손해'로 암기하라.

  3. 문항 3 전기기기 · 동기기

    동기발전기의 권선을 분포권으로 사용하는 이유로 옳은 것은?

    1. 파형이 좋아진다.
    2. 권선의 누설 리액턴스가 커진다.
    3. 집중권에 비하여 합성 유기 기전력이 높아진다.
    4. 전기자 권선이 과열되어 소손되기 쉽다.
    정답과 해설

    정답 1번

    분포권은 코일을 여러 슬롯에 분산 배치해 고조파를 줄여 유기기전력 파형을 정현파에 가깝게 만든다.

    풀이

    정답 근거: 분포권은 여러 슬롯에 코일을 분산 배치하여 고조파 성분을 줄이므로 유기기전력의 파형이 집중권보다 좋아진다(정현파에 가까워짐).

    오답 소거: 분포권은 집중권보다 합성 유기기전력이 오히려 낮아지고(분포계수<1), 누설 리액턴스도 감소하며, 열 분산 효과로 과열 위험도 줄어든다.

    핵심 개념: 분포권의 장점 = 파형 개선 + 열 분산, 단점 = 기전력 감소(분포계수).

    암기팁: '분포권은 파형은 좋아지고 기전력은 준다'로 트레이드오프를 기억한다.

    처음이라면

    동기발전기에서 코일을 한 곳에 모아 감으면 집중권, 여러 슬롯에 나누어 감으면 분포권이라 합니다.

    분포권은 여러 위치에 나뉜 코일이 각각 유도하는 기전력에서 고조파(파형을 일그러뜨리는 불필요한 성분)가 서로 상쇄되어, 합성 유기기전력의 파형이 정현파(매끈한 사인파)에 가까워집니다. 이 파형 개선이 분포권을 쓰는 주된 이유입니다.

    핵심 오답 ③처럼 분포권은 기전력이 높아지는 것이 아니라 분포계수(1보다 작음)만큼 오히려 줄어듭니다. 파형은 좋아지고 기전력은 감소하는 트레이드오프 관계입니다. 나머지 ②누설 리액턴스 감소, ④열 분산으로 과열 위험 감소 역시 분포권의 실제 특성과 반대되는 설명이므로 틀렸습니다.

    이런 문제가 나오면 → '분포권 = 파형 개선 + 기전력 감소'를 떠올리세요.

    한 걸음 더

    분포권은 코일을 여러 슬롯에 분산 배치해 고조파가 상쇄되므로 유기기전력 파형이 정현파에 가까워진다

    분포권은 분포계수(<1)만큼 기전력이 감소하고 누설 리액턴스·과열 위험도 줄어들어 ②③④는 모두 반대 설명이다.

    '분포권의 목적'은 파형 개선이 핵심 키워드로 반복 출제된다.

    꿀팁: '분포권은 파형은 좋아지고 기전력은 준다'로 트레이드오프 암기.