전기산업기사 · 전기기기 과목
전기산업기사 정류기와 전력 변환 개념 정리
중요도 ★★★☆☆ · 10% (추정)
AI가 새로 쓴 글 가운데, 작성과 분리된 AI 검증(다시 읽고 사실·수치 확인)을 통과한 단원만 싣습니다. 틀린 곳을 발견하면 알려 주세요.
개요
전력 변환 장치는 무엇을 무엇으로 바꾸는지로 구분합니다. 정류기는 교류를 직류로, 인버터는 직류를 교류로, 초퍼는 직류 전압을 다른 직류 전압으로, 사이클로컨버터는 교류를 주파수가 다른 교류로 바로 바꿉니다.
다이오드 정류에서 직류 평균 전압은 단상 반파가 교류 실효값의 0.45배, 단상 전파가 0.9배입니다. 사이리스터(SCR)를 쓰면 켜는 시점인 점호각으로 출력 전압을 조절할 수 있으며, 저항 부하 단상 반파에서는 0.45E 에 (1 + cosα) ÷ 2 를 곱합니다.
핵심 개념
단상 정류 평균 전압
반파 Ed = 0.45E, 전파 Ed = 0.9E (E 는 실효값).
외우는 요령최대값(√2E)과 헷갈리지 않습니다.
위상 제어(단상 반파, 저항 부하)
Ed = 0.45E × (1 + cosα) ÷ 2.
외우는 요령점호각이 0° 면 0.45E 입니다.
사이클로컨버터
교류를 직류로 바꾸지 않고 다른 주파수의 교류로 직접 바꾸는 장치입니다.
외우는 요령인버터는 직류 → 교류.
초퍼
직류 전압의 크기를 바꾸는 직류-직류 변환 장치입니다.
외우는 요령전동차 속도 제어 등에 씁니다.
자주 나오는 포인트
- 반파 0.45E, 전파 0.9E
- 점호각 α 에서 (1 + cosα) ÷ 2 를 곱한다
- 장치별 변환 방향 구분
헷갈리는 것 비교: 전력 변환 장치 비교
| 구분 | 입력 | 출력 |
|---|---|---|
| 정류기 | 교류 | 직류 |
| 인버터 | 직류 | 교류 |
| 초퍼 | 직류 | 직류 |
| 사이클로컨버터 | 교류 | 다른 주파수의 교류 |
대표 문제 3개
검수를 마친 예상문제 가운데 이 단원의 대표 문제입니다.
문제 1. 교류 실효값 100V 를 다이오드로 단상 전파 정류했을 때 직류 평균 전압은 약 몇 V 인가?
- ① 45V
- ② 90V
- ③ 약 141V
- ④ 100V
▼ 정답과 해설 보기▲ 정답과 해설 접기
정답: ② 90V
핵심: 단상 전파 Ed = 0.9E, 반파 Ed = 0.45E
- 단상 전파 정류의 직류 평균 전압 Ed = 0.9 × E
- Ed = 0.9 × 100 = 90V
검산: 반파 정류는 절반만 쓰므로 45V, 전파는 그 두 배인 90V 입니다.
틀린 선지
- 45V: 단상 반파 정류(0.45E)의 값입니다.
- 약 141V: 교류의 최대값(100 × √2)입니다.
- 100V: 교류 실효값 그대로입니다.
문제 2. 교류 전력을 주파수가 다른 교류 전력으로 직접 바꾸는 전력 변환 장치는?
- ① 인버터
- ② 초퍼
- ③ 사이클로컨버터
- ④ 정류기(컨버터)
▼ 정답과 해설 보기▲ 정답과 해설 접기
정답: ③ 사이클로컨버터
핵심: 사이클로컨버터: 교류 → 다른 주파수 교류(직접)
전력 변환 장치는 무엇을 무엇으로 바꾸는지로 구분합니다. 정류기는 교류→직류, 인버터는 직류→교류, 초퍼는 직류→직류입니다. 사이클로컨버터는 직류를 거치지 않고 교류를 주파수가 다른 교류로 바로 바꿉니다.
틀린 선지
- 인버터: 직류를 교류로 바꾸는 장치입니다.
- 초퍼: 직류 전압의 크기를 바꾸는 직류-직류 변환 장치입니다.
- 정류기(컨버터): 교류를 직류로 바꾸는 장치입니다.
문제 3. 단상 반파 정류 회로에서 사이리스터(SCR)의 점호각(켜는 시점)을 60° 로 했다. 교류 실효값이 200V 이고 부하가 저항뿐일 때 직류 평균 전압은 몇 V 인가?
- ① 90V
- ② 45V
- ③ 135V
- ④ 67.5V
▼ 정답과 해설 보기▲ 정답과 해설 접기
정답: ④ 67.5V
핵심: 단상 반파 위상 제어 Ed = 0.45E × (1 + cosα) ÷ 2
- cos60° = 0.5
- (1 + cosα) ÷ 2 = (1 + 0.5) ÷ 2 = 0.75
- Ed = 0.45 × 200 × 0.75 = 90 × 0.75 = 67.5V
검산: 점호각이 0° 면 90V, 점호각 60° 에서는 그 75% 인 67.5V 로 맞습니다.
틀린 선지
- 90V: 점호각을 0° 로 본 값(0.45 × 200)입니다.
- 45V: (1 + cosα) ÷ 2 대신 cosα 만 곱한 값입니다.
- 135V: 단상 전파 정류의 0.9 를 쓴 값입니다.