교류 단상 및 3상회로의 전력과 역률

소개

전기기초실험

목차

1. 실험목적
2. 장비 및 부품
3. 준비지식
4. 실험
5. 고찰
6. 실험후기

본문내용

1) <표 7-1>과 <표 7-2>에서 발생한 오차의 원인에 대해 분석한다.
- 단상일 경우 관계식으로 전력 P=VIcosθ가 된다. 여기서 cosθ는 역률을 나타내는데, 단상의 경우는 전압과 전류의 위상차가 없으므로θ가 0이다. 그래서 cosθ=1 이 된다. 단상전력의 경우 부하1과 부하2를 이용해 부하1일 때와 부하2일 때 총 부하(부하1+2)일 때의 저항, 전압, 전류, 전력을 측정하였다. 결과는 P=VI 가 성립하는 것으로 나왔지만 측정한 저항 값과 전압 값을 이용해서 구한 이론 전류값과 실제 측정전류 값을 비교해보니 약간의 오차가 발생하였다. 그 원인은 후크메타 측정시 일정한 값이 나오지 않았고(측정값 변동), 후크메타 자체상의 오류와 전선에서의 미세저항 등이 오류의 원인으로 생각된다. 3상전력의 경우는 P=√3VIcosθ가 성립한다. 3상의 경우는 전압과 전류의 위상차가 존재하기 때문에 cosθ값에 의해 전력값이 달라진다. 측정결과 (cosθ=0.175)값과 이론값(cosθ=0.7)과의 차이가 너무 커서 측정전력이 많이 작게나왔다. 이렇게 역률 값이 작아진 원인으로는 모터성능상의 문제일수도 있고 측정 기기의 미세한 오류 일수도 있겠다.
2) 히터와 유도모터의 역률이 각기 다른 이유를 밝힌다.
- 모터가 주전원(mains input)에 바로 연결되기 때문에 전압과 주파수가 일정하다. 따라서 대부분의 경우 모터의 최대성능을 고려한 과잉 설계되기 쉽다. 그 결과 부하가 요구하는 것 이상의 토크를 발생시키는 비효율적인 구동 시스템을 낳는다.
이런 시스템에서 발생되는 문제 중 하나는 모터가 가벼운 부하에서 동작할 때 역률(Power Factor)이 아주 낮다는 것이다.
3) 역률이 전력에 미치는 영향과 개선 방법은 무엇인지를 파악한다.
- 이번 실험을 통해서 역률 값에 의해 전력량의 차이가 많이 클 수 있다는 것을 알게 되었다. 역률이 커야 유효전력이 피상전력에 근접하여 효율적인 전력 사용이 가능함을 알 수 있다.
① 파형개선 원리를 통한 개선
한전에서 공급되는 전원은 품질이 이상적인 정현파로서 각 수용가에서 사용하는 부하설비에 따라 왜곡이 발생하며, 이 왜곡된 파형은 회전자계를 가진 모터나 일반전등 또는 순수한 저항부하에 이르기까지 그 영향을 미치게 되므로 실제 사용하는 전력 보다 과다하게 소모되어 필요 없는 전력을 사용하게 되는데, 이 전력으로 손실되는 부분의 파형을 원래의 파형과 비슷하게 복원 시켜 줌으로써 전력손실부분을 최소화합니다.

참고자료

· 없음