발전기 종류에 대해서 알아봐요

 
 
발전기는 전기를 생산하는 장치로, 다양한 방식으로 분류됩니다.
 
그중에서도 직류 발전기(DC Generator) 는 계자(자기장)를 형성하는 방식에 따라 네 가지로 구분됩니다.

이번 글에서는 타여자 발전기, 직권 발전기, 분권 발전기, 복권 발전기의 개념과 특징을 상세히 설명합니다.
 
 

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1. 타여자 발전기

 
 

개념

• 타여자 발전기는 계자 권선(자기장을 생성하는 권선)에 전력을 외부 전원에서 공급하는 발전기입니다.
• 즉, 전기자와 계자 회로가 완전히 독립적으로 동작합니다.

 

특징

✅ 출력 전압 조절 용이 – 외부 계자 전원의 크기를 조절하여 쉽게 전압을 조정할 수 있습니다.

✅ 부하에 따른 전압 변동이 적음 – 부하 전류에 의한 자기장 변화가 없어, 일정한 전압을 유지할 수 있습니다.

✅ 외부 전원 필요 – 계자 권선을 위한 별도의 전원이 필요하므로, 추가적인 전원 공급 장치가 필요합니다.

✅ 실험 및 산업용 활용 – 실험실, 정밀 제어 시스템, 전기화학 공정 등에 주로 사용됩니다.
 
 

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2. 직권 발전기

 

개념

• 직권 발전기는 계자 권선과 전기자 권선이 직렬로 연결된 발전기입니다.
• 부하 전류가 직접 계자 권선을 흐르면서 자기장을 형성합니다.

 

특징

✅ 부하 전류에 따라 전압이 크게 변동 – 무부하 상태에서는 전압이 거의 0V에 가까우며, 부하가 증가하면 전압이 급격히 상승합니다.

✅ 무부하시 사용할 수 없음 – 부하가 없을 경우 계자 전류가 흐르지 않으므로 발전이 되지 않습니다.

✅ 전압 조절이 어려움 – 계자 권선이 전기자 전류에 의존하므로, 일정한 전압을 유지하기 어렵습니다.

✅ 고출력 필요 시스템에서 활용 – 전차, 전기 용접기, 크레인 및 엘리베이터 등 단시간 동안 큰 전력을 필요로 하는 곳에 사용됩니다.
 
 

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3. 분권 발전기

 

개념

• 분권 발전기는 계자 권선이 전기자 권선과 병렬로 연결된 발전기입니다.
• 계자 권선이 일정한 전압을 공급받아 비교적 일정한 자기장을 유지합니다.

 

특징

✅ 출력 전압이 비교적 일정 – 부하 변화가 있어도 전압 변동이 크지 않음.

✅ 부하에 따른 계자 전류 변화가 적음 – 자기장이 비교적 일정하게 유지됩니다.

✅ 부하 전류가 증가하면 출력 전압이 약간 감소 – 내부 저항으로 인해 전압 강하 발생.

✅ 배터리 충전기, 전등회로 등에 사용 – 일정한 전압 공급이 필요한 장치에 적합합니다.
 
 

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4. 복권 발전기

 

개념

• 복권 발전기는 직권 권선과 분권 권선을 모두 가진 발전기입니다.
• 계자 권선이 전기자와 병렬(분권)로 연결되면서 일부가 직렬(직권)로 연결됩니다.

 

특징

✅ 전압 변동을 최소화 – 직권과 분권의 장점을 결합하여 부하 변화에 강합니다.

✅ 두 가지 형태 존재

• 가중 복권 발전기: 직권 권선이 분권 권선의 효과를 증가시켜 부하 증가 시 전압이 약간 상승함.
• 차동 복권 발전기: 직권 권선이 분권 권선의 효과를 감소시켜 부하 증가 시 전압이 감소함.
• ✅ 일반적으로 가중 복권 발전기가 많이 사용됨 – 대형 전력 시스템, 전차, 엘리베이터 등 부하 변동이 큰 곳에서 활용됩니다.

 

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비교 정리 | 발전기 종류별 차이점

 

구분	타여자발전기	직권발전기	분권발전기	복권발전기
계자 권선 연결 방식	외부 전원 사용	전기자와 직렬	전기자와 병렬	직렬 + 병렬 혼합
출력 전압 특성	조절 용이, 일정	부하 증가 시 전압 상승	비교적 일정	부하 변화에 강함
무부하 운전 가능 여부	가능	불가능	가능	가능
사용 용도	실험, 제어 시스템	용접기, 크레인	배터리 충전, 조명	전차, 엘리베이터

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결론

 
 
각 발전기는 특성에 따라 적절한 용도가 다릅니다.
 
 

• 타여자 발전기는 정밀한 전압 제어가 필요한 경우 적합합니다.
• 직권 발전기는 순간적으로 큰 부하가 필요한 곳에 사용됩니다.
• 분권 발전기는 일정한 전압 공급이 필요한 장치에 유리합니다.
• 복권 발전기는 부하 변동이 심한 곳에서 안정적인 전력을 공급하는 역할을 합니다.