동기기의 권선법
동기기의 권선법은 동기기의 원리와 구조 단원의 개념이다. 공개 문항 3개를 한데 묶었다.
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.
관련 문항 3개
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문항 1 동기발전기의 권선을 집중권보다 분포권으로 하면?
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'.
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문항 2 동기발전기의 권선을 분포권으로 하면 어떻게 되는가?
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.
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문항 3 동기발전기의 권선을 분포권으로 사용하는 이유로 옳은 것은?
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.