개념 한 쪽
직류기 전기자 권선법의 모든 문항은 병렬회로수 a 하나로 풀린다 — 중권은 a = P(극수), 파권은 a = 2. 문항은 권선별 적성 판정, 다중도 공식, 병렬회로 전류 계산 꼴로 나온다.
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출제기준 단원 「중권과 파권의 특징 등」의 공개 문제 9개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 권선별 적성 판정 | 4 | 파권 = 소전류·고전압, 중권 = 대전류·저전압 고르기와 파권의 이점 |
| 병렬회로수·브러시 수 공식 | 2 | 다중 중권 a = mP와 중권 브러시 수(극수) 판정 |
| 병렬회로 전류 계산 | 2 | 전전류 ÷ a — 파권 I/2 · 중권 4극 20A → 5A |
| 권선 변경 환산 | 1 | 중권→파권 회로수 비로 전압·전류 배율 |
가장 자주 묻는 것은 권선별 적성 판정입니다.
두 권선법의 성격은 병렬회로수의 차이에서 나온다. 단중 파권은 병렬회로수가 극수와 관계없이 항상 2다 — 병렬길이가 적고 직렬로 감긴 도체가 많아 고전압·소전류를 얻는 데 유리하다. 단중 중권은 병렬회로수가 극수와 같아(a = P) 회로가 여럿으로 갈라져 저전압·대전류용에 맞고, 브러시 수도 극수와 같아야 하며 균압선이 필요하다. 도체의 굵기·권수·극수가 같은 조건에서 단중파권을 단중중권과 견주면 소전류·고전압 쪽에 놓인다.
다중권이 되면 공식에 다중도 m이 붙는다 — 다중 중권은 a = mP이고(단중은 m=1이라 a = P), 다중 파권은 a = 2m이다. 파권의 이점을 묻는 문항은 "전압이 높아진다"가 답이 되고, 효율·전류·출력 증가는 파권의 이점이 아니다.
계산 문항은 전부 a로 나누고 곱한다. 병렬회로 하나에 흐르는 전류는 전전류 ÷ a다 — 4극 단중 파권에서 전전류 I면 각 회로에 I/2, 4극 단중 중권에서 전기자전류 20A면 20 ÷ 4 = 5A. 권선법을 바꾸는 문항은 회로수 비로 움직인다 — 8극(중권 a=8)을 파권(a=2)으로 바꾸면 회로수가 1/4이 되어 유도기전력은 4배(100V → 400V), 전기자전류는 1/4(200A → 50A)이 된다.
① 병렬회로 전류 = 전전류 ÷ a — 파권(4극) I → I/2 · 중권(4극) 20A → 20 ÷ 4 = 5A. ② 권선 변경 — 8극 중권(a=8) → 파권(a=2): 전압 ×4 = 400V, 전류 ×1/4 = 50A. ③ 공식 — 단중 중권 a = P · 단중 파권 a = 2 · 다중 중권 a = mP · 다중 파권 a = 2m.
8극, 유도기전력 100V, 전기자전류 200A인 직류발전기의 전기자권선을 중권에서 파권으로 변경했을 경우의 유도기전력과 전기자전류는?
정답 ③ · 직류기 전기자권선에서 유도기전력과 전기자전류는 병렬회로수(a)와 반비례/비례 관계를 가집니다. 중권(lap winding)은 병렬회로수 , 파권(wave winding)은 로 고정됩니다.
E는 1/a에, I_a는 a에 비례하므로 중권(a=8)→파권(a=2)이면 400V, 50A가 된다.
직류발전기의 전기자 권선법 중 단중 파권과 단중 중권을 비교했을 때 단중 파권에 해당하는 것은?
정답 ③ · 직류기 전기자 권선법에서 병렬회로수 는 파권(단중)일 때 극수에 관계없이 로 고정되고, 중권(단중)일 때는 (극수)이다. 병렬회로수가 적은 파권은 브러시를 통해 흐르는 전류가 나뉘지 않아 상대적으로 소전류·고전압에 적합하고, 병렬회로수가 많은 중권은 대전류·저전압에 적합하다.
단중 파권은 병렬회로수 a=2로 고전압 소전류용, 단중 중권은 a=p로 저전압 대전류용이다.
4극 단중 파권 직류 발전기의 전전류가 I[A]일 때, 전기자 권선의 각 병렬회로에 흐르는 전류는 몇 A가 되는가?
정답 ③ · 파권(wave winding)은 전기자 권선의 병렬회로수 가 극수와 관계없이 항상 로 고정됩니다(중권은 , 극수와 같음). 전전류 가 2개의 병렬회로로 균등하게 나뉘어 흐르므로 각 병렬회로에 흐르는 전류는 입니다.
파권은 극수와 무관하게 병렬회로 수 a=2이므로 각 회로 전류는 I/2이다(중권은 a=P).
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