[구술대비 #45] 전자전기 벤치작업 (배선작업 및 결함검사, 전기회로 스위치 및 전기회로 보호장치, 전기회로의 전선규격 선택 시 고려사항, 전기 시스템 및 구성품의 작동상태 점검)

가. 배선작업 및 결함검사

(1) 전선 번들의 느슨함(Slack in Wire Bundles)

 배선은 번들과 개별 전선에 장력이 걸리지 않도록 느슨하게 장착되어야 한다. 가동구성요소(movable component) 또는 완충마운트식(shock-mounted) 장비에 연결된 전선은 번들에 장력이 걸리지 않은 상태에서 충분히 이동할 수 있도록 충분한 길이를 가져야 한다. 터미널러그(terminal lug) 또는 커넥터에 배선은 전선의 교체 없이 두 번의 재-종단 (re-termination)을 허용할 수 있는 충분한 여유가 있어야 한다. 이 여유는 드립루프(drip loop)와 가동구성요소의 허용오차에 추가되어야 한다.

 

 

 그림 2-120과 같이, 일반적으로 전선그룹(wire group) 또는 번들은 지지점 사이에 1/2[inch] 편향을 초과하지 않아야 한다. 만약 전선그룹 또는 번들이 벗겨짐을 일으키는 표면에 닿는 가능성이 없다면 이 치수는 초과해도 된다. 양쪽 끝단은 단자(terminal)의 교환과 정비를 편리하게 할 수 있도록 충분히 느슨해야 하는데, 전선, 케이블, 접합점, 그리고 지주에 기계적 변형을 방지하고, 완충마운트식과 진동마운 트식(vibration-mounted) 장비의 자유로운 이동을 허용하고, 그리고 필요하면 항공기에 장착되어 있는 동안에 얼라인먼트(alignment), 서비싱(servicing), 튜닝(tuning), 먼지덮개(dust cover)의 제거 및 내부구성요소의 변경을 수행하기 위해 장비의 이동을 허용한다.

 

(2) 전선비틂(Twisting Wires)

 엔지니어링 도면에 명시되었거나 그 지역적 실행 (a local practice)이 수행되었을 때, 평행한 전선은 때때로 비틀어져야 한다. 다음은 가장 일반적인 예 이다.

① 자기나침반(magnetic compass) 또는 플럭스 밸브(flux valve)의 부근에 있는 배선 

② 3상배전(three-phase distribution) 배선 

③ 엔지니어링 도면에 명기된 보통 라디오 배선

 

 

표 2-11과 같이, 1[feet]당 비틂의 수를 대략 만들고, 서로에 대하여 편하게 놓이도록 전선을 비튼다. 항상 비틀기 후 손상에 대해 전선 절연체를 점검한다. 만약 절연체가 찢어졌거나 또는 마모되면 전선을 교체한다.

 

(3) 스플라이스 연결(Spliced Connections in Wire Bundles)

 스플라이싱(splicing)은 배선의 신뢰성과 전기· 기계특성에 영향을 주지 않는 한 배선에 허용된다. 전력선, 동축케이블, 복합버스(multiplex bus), 그리고 큰 규격전선의 스플라이싱은 인가된 자료를 갖추어야 한다. 전선의 스플라이싱은 최소로 유지되어야 하며 극심한 진동이 있는 장소에서는 완전히 피해야 한다. 그룹 또는 번들에 있는 개별 전선의 스플 라이싱은 엔지니어링 승인을 가져야 하고 스플라이스(splice)는 정기검사를 고려하여 위치되어야 한다. 수많은 종류의 항공기 스플라이스커넥터(splice connector)는 개개의 전선을 스플라이싱할 때 사용 할 수 있다. 자체절연식스프라이스(self-insulated splice)의 사용이 선호되지만, 비절연식스플라이스(non-insulated splice) 커넥터는 스플라이스가 양쪽 끝단에 고정되는 플라스틱슬리빙(plastic sleeving)으로 덮어 사용할 수 있다. 환경적으로 MIL-T-7928에 일치하는 밀봉식스플라이스 (sealed splice)는 열풍·습기문제(SWAMP) 지역에서 스플라이싱의 믿을 수 있는 수단을 제공한다. 그러나 사용되는 비절연식스플라이스 커넥터는 스플라이스에 적절한 재료의 듀얼-월쉬린크슬리빙(Dual-wall Shrink Sleeving)으로 덮어 사용할 수 있다. 어떤 2개의 커넥터 또는 다른 분리지점 사이에 어떤 하나의 전선 구획에서 1개 이상의 스플라이스가 있어서는 안 된다. 하지만 커넥터를 예비 피그테일 리드(spare pigtail lead)에 부착할 때, 단선에 다선 (multiple wire)을 스플라이싱할 때, 커넥터 접접압착배럴(Contact Crimp Barrel)을 맞추기 위해 전선 크기를 조정할 때, 그리고 인가된 수리를 만드는 것이 요구되었을 때는 예외이다.

 

 

 그림 2-121과 같이, 번들에 있는 스플라이스는 설계된 공간 내에 번들 조립을 막거나 역으로 정비에 영향을 주는 혼잡함을 일으키는 번들의 크기에 어떤 증대를 최소로 하도록 서로 엇갈리게 해야 한다. 스플라이스는 단선에 다선을 합쳐 잇기 위해, 또는 접접압착배럴 크기에 적합하도록 전선크기를 조정하기 위해서 말단장치(termination device)의 연결선 여분의 도선에 부착할 때를 제외하고, 말단장치에서 12[inch] 이내로 사용되어서는 안 된다.

 

(4) 굴곡반경(Bend Radii)

 전선그룹 또는 번들에서 굴곡부의 최소반경은 전선이 말단에서 이탈하거나 또는 번들에 역방향인 단말단자를 제외하고, 가장 굵은 전선 또는 케이블의 외경(outer diameter)에 10배 이하가 되어서는 안 된다. 전선이 적절하게 지탱된 곳에서, 반경은 전선 또는 케이블 직경의 3배가 되게 한다. 반경필요조건 (radius requirement) 이내로 전선 또는 케이블을 장착하는 것이 사실상 어려운 곳에서는 굴곡부가 절연배관(insulating tubing)으로 감싸져야 한다. 열전도선(thermocouple wire)에 대한 반경은 제조사의 권고에 따라야 수행되어야 하고 케이블의 초과손실 또는 초과손상이 일어나지 않도록 충분히 두꺼워야 한다. 동축케이블과 3축케이블(triaxial cable)과 같은 무선주파케이블(RF cable)은 케이블의 외경에 6배 이상의 반경으로 구부려야 한다.

 

(5) 마찰로부터 보호(Protection against Chafing)

 전선과 전선그룹은 날카로운 표면 또는 다른 전선과 접촉으로 절연체를 마멸시키거나 또는 벗겨짐이 기체 또는 다른 구성요소에 의해 발생할 수 있는 장소로부 터 보호되어야 한다. 절연체에 손상은 단락회로, 기능 불량, 또는 장비의 부적절한 작동의 원인이 된다.

 

(6) 고온으로부터 보호(Protection against High Temperature)

 배선은 절연체의 변질을 방지하기 위해 고온장비 또는 고온전선으로부터 멀리 떨어져 배선되어야 한다. 전선은 도선 온도가 전류용량(currentcarrying capacity)에 관련된 외기온도와 열 상승을 고려할 때 최대전선사양(wire specification maximum) 이내로 유지되도록 등급이 매겨져야 한 다. 항공기가 장기간 주기될 때 햇빛 노출로 인한 잔열효과도 고려되어야 한다. 화재 시 그리고 화재 후에 작동해야 하는 화재감지계통, 소화계통, 연료차 단계통, 플라이바이와이어(fly-by-wire) 비행조종 계통에 사용되는 전선은 명시된 기간 동안 화재에 노출된 후에도 회로보존성이 제공되도록 등급이 갖추어진 종류로 선택되어야 한다. 전선절연은 고온에 노출되었을 때 급속히 저하한다. 절연파괴를 방지하기 위해 저항기, 배기통 (exhaust stack), 열풍덕트(heating duct) 와 같은 고온장비로부터 전선을 격리시킨다. 유리섬유 또는 폴리테트라플루로에틸렌(PTFE, polytetrafluoroethylene)과 같은 고온 절연재료로 고열지역을 통과해 지나가야 하는 전선을 절연시킨다. 이들 재료는 상승된 온도에서 변질과 변형될 수 있기 때문에 폴리에틸렌과 같은 부드러운 플라스틱 절연체로 케이블에 사용하는 경우에는 고온지역을 피해야 한다. 수많은 동축케이블은 이러한 종류의 절연체를 갖고 있다.

 

(7) 용액 및 유체로부터의 보호(Protection against Solvents and Fluids)

 전선과 금속가연성유동체관(metallic flammable fluid line) 사이에 전호결함(arcing fault)은 관에 구멍을 뚫고 화재의 원인이 될수 있다. 산소, 오일, 연료, 유압유, 또는 알코올을 담고 있는 관과 장비로부터 전선을 물리적으로 분리하여 이러한 위험요소를 방지하도록 노력해야 한다. 배선은 가능하면 언제나 6[inch] 이상의 최소간격으로 이들 관과 장비위에 배선되어야 한다. 이런 배열을 실행할 수 없을 때에는 유동체관(fluid line)에 평행하지 않도록 배선하여야 한다. 적어도 1/2[inch] 간격을 유지하도록 확실히 고정되었을 때와 유동체운반장비에 직접 연결할 때를 제외하고, 배선과 관, 그리고 장비 사이에 최소한 2[inch]는 배선이 유지되어야 한다.

 

 

 그림 2-122와 같이 클램프를 장착한다. 이들 클램프는 전선다발을 지탱하는 수단으로 사용되어서는 안 된다. 추가의 클램프가 전선다발을 지탱하기 위해 장착되어야 하고 클램프는 상대운동을 방지하도록 유동체관을 지탱하기 위해 사용된 동일한 구조물에 고정되어야 한다. 전선 또는 전선의 그룹은 실행할 수 있는 위쪽방 향으로 접속배선함에 들어가거나 또는 장비의 한쪽에서 끝나야 한다. 트랩(trap) 또는 드립루프는 커넥터, 단자판(terminal block), 패널(panel), 또는 접속판(junction block)을 향하여 아래쪽 방향으로 경사진 전선 또는 케이블 끝단은 흘러들어오는 유동체 또는 응축물을 막도록 장치되어야 한다.

 

 

 그림 2-123과 같이, 드립루프는 전선이 아래쪽 방향부터 커넥터까지 위쪽으로 이동하도록 만드는 지역이다. 유동체와 습기는 드립루프의 밑바닥으로 전선을 따 라 흐를 것이고 전선, 접속장치, 또는 연결된 장치에서 전기전도율에 영향 없이 똑똑 떨어지거나 증발되게 한다. 전선이 접속배선함 또는 전기장치에서 아래쪽방향으로 배선되어야 하는 곳에서, 입구는 접속배선함 또는 전기장치에 들어가는 습기를 방지하기 위해 제작사명세서에 따라 밀봉되어야 한다. 유동체가 모이는 항공기 밑 만곡부 또는 다른 장소에 장착된 전선과 케이블은 가능한 가장 낮은 지점에서 멀리 배선 되거나 또는 방습덮개(moisture-proof covering) 등의 다른 방법으로 배선되어야 한다.

 

(8) 바퀴집 구역의 전선보호(Protection of Wires in Wheel Well Areas)

 착륙장치와 바퀴집 구역에 위치된 전선은 만약 적절하게 보호되지 않았다면 수많은 위험한 상황에 노출될 수 있다. 전선다발이 구부린 지점을 지나가는 곳에서, 부품이 완전히 펼쳐지고 수축될 때 부착물에 어떤 변형 또는 과도한 느슨함이 없어야 한다. 배선과 보호배관은 자주 검사되어야 하고 마모의 첫 번째 징후에서 교환되어야 한다. 전선은 유동체가 커넥터로부터 멀리 떨어져 배출되도록 배선되어야 한다. 이것을 실행할 수 없을 때, 커넥터는 보호하기 위해 넣어야 한다. 바퀴집 또는 다른 외부지역에 배선되는 전선은 하니스덮기 (harness jacketing)와 커넥터 변형방지장치(strain relief)의 형태로서 추가보호를 해주어야 한다. 배선을 보호하기 위해 사용된 전선관 또는 유연슬리빙에는 습기의 포착을 방지하기 위해 배수구가 설비되어야 한다.

 정비사는 전선과 케이블이 조약돌, 얼음, 진흙 등과 같은 것에 충격으로부터 손상에 노출되는 바퀴 집과 다른 구역에서 적절하게 보호되었는지를 검사 하는 동안 점검해야 한다. 만약 전선 또는 케이블의 재배선이 실용적이지 않은 경우에는, 보호피복을 설치할 수 있다. 이 유형의 설치는 최소로 유지 해야 한다.

 

(9) 클램프장착(Clamp Installation)

 

 

 그림 2-124와 같이, 전선과 전선다발은 클램프 또는 플라스틱케이블스트랩(plastic cable strap)으로 지지되어야 한다. 클램프와 다른 1차 지지장치는 온도, 유체저항(fluid resistance), 자외선(UV, ultraviolet light)에 노출, 그리고 전선다발에 걸리는 물리적 부하 등의 모든 면에서 적합한 재료로 구성되어야 한다. 이들은 24[inch]를 넘지 않는 간격으로 이격되어야 한다. 그림 2-125에서 그림 2-127까지 보여준 것과 같이, 전선다발에 클램프는 사이에서 전선이 죄어지지 않고 꼭 맞도록 선택하여야 한다.

 

 

 

 CAUTION 

 동축무선주파케이블(coaxial RF cable)에 금속클 램프(metal clamp)의 사용은 만약 클램프 고정이 무선주파케이블(RF cable)의 단면을 왜곡시킬 경우 문제를 일으킬 수 있다. 그림 2-125와 같이, 전선 번들의 클램프는 약간의 축방향당김(axial pull)이 가해졌을 경우 클램프를 통해 움직이는 것이 허용되지 않는다. 클램프 가 무선주파케이블(RF cable)을 눌러 파쇄되지 않는 동시에 케이블이 클램프를 통해 움직이는 것을 막기 위한 적절한 사이즈를 선택해야 한다. 그러나 케이블이 가벼운 축방향당김(axial pull)이 가해졌을 때 클램프를 통해 미끄러지는 정도는 허용 하여도 좋다. 케이블 또는 전선다발은 이러한 고정을 이루도록 요구되었을 때 1[turn] 이상의 전기 용테이프로 감기게 한다. 플라스틱클램프(plastic clamp) 또는 케이블타이(cable tie)는 이들의 결함이 가동조종장치(movable controls), 가동장비와 전선다발 접촉, 필수의 또는 보호되지 않은 배선에 벗겨짐 손상(chafing damage)의 간섭으로 발생할 수 있는 곳에서는 사용이 금지된다. 이들은 느슨함으로 인한 움직임이 벗겨짐 등을 포함한 배선의 손상을 일으킬 수 있는 수직배선에는 사용되지 않아야 한다. 클램프는 전선다발 무게 또는 전선다발 벗겨짐의 결과로 회전할 가능성이 낮게 실행되도록 위쪽에 배치된 이들의 부착하드웨어에 장착되어야 한다.

 

 

 그림 2-126과 같이, 비금속성재료(nonmetallic material)에 나란히 세워진 클램프는 배선을 따라 전선다발을 지탱하도록 사용되어야 한다. 묶기는 클램프 사이에 사용할 수 있지만,접착테이프는 노화 변질될 수 있기 때문에 클램핑(clamping)의 대용으로 고려해서는 안 된다. 그림 2-127과 같이, 실행할 수 있는 때에는 언제 나, 클램프의 뒤쪽 구조부재(structural member)에 얹혀 있어야 한다. 격리애자(stand-off)는 전선과 구조물 사이에 최소여유공간을 유지하기 위해 사용한다. 클램프는 전선이 진동을 받았을 때 항공기의 다른 부분에 접촉하지 않도록 장착되어야 한다. 충분한 느슨함은 단자(terminal)에서 변형을 방지 하기 위해 그리고 완충마운트식 장비에 악영향을 최소화하도록 마지막 클램프와 전기장치 사이에 놓여야 한다. 전선 또는 전선다발이 격벽(bulkhead) 또는 다른 구조부재를 거쳐 지나는 곳에 그로밋 (grommet) 또는 적절한 클램프가 마손을 방지하기 위해 장치되어야 한다. 전선다발이 제 위치에 고정되었을 때, 만약 격벽결부(bulkhead cutout)와 전선다발 사이에 3/8[inch] 이하의 여유 공간이 있다면, 적합한 그로밋을 그림 2-128과 같이 장착할 수 있다. 쉽게 장착 되도록 45[°] 각도로 절단한 그로밋은 제 위치에 접합되고 슬롯(slot)은 결부(cutout)의 상부에 위치되어 제공된다.

 

 

 

(10) 전선과 케이블클램프 검사(Wire and Cable Clamp Inspection)

 적당한 조임에 대해 전선과 케이블클램프를 검사 한다. 케이블이 구조물 또는 격벽을 거쳐 지나가는 곳에, 적절한 클램프와 그로밋에 대해 검사한다. 케 이블단자(cable terminal)에 변형을 방지하고 완충 마운트식 장비에 악영향을 최소화하기 위해 마지막 클램프와 전기장치 사이에 충분한 느슨함에 대해 검사한다. 전선과 케이블은 트로프(trough), 덕트 (duct), 또는 전선관에 포함되었을 때를 제외하고, 24[inch] 이하의 간격으로 적당한 클램프, 그로밋, 또는 다른 장치로 지지된다. 지지장치는 전선과 케이블을 절연체에 손상 없이 안전하게 잡아주는, 적당한 크기와 유형을 사용해야 한다. 전선과 구조물 사이에 간격을 유지하기 위해 금속격리애자(metal stand-off)를 사용한다. 테이프 또는 배관은 간격을 유지하기 위해 격리애자를 대체하는 것은 허용되지 않는다. 배선간격을 유지하기 위해 Off-angle 클램프를 장착하는 것이 불가능한 구멍, 격벽, 마루, 또는 구조부재에 페놀블럭 (phenolic block), 플라스틱라이너(plastic liner), 또는 고무그로밋(rubber grommet)을 장착한다. 이런 경우에, 플라스틱 또는 절연테이프의 형태로서 추가적인 보호는 사용할 수 있다. 전선과 케이블의 움직임이 단자기둥(terminal post) 또는 커넥터에 지주와 납땜연결(solder connection) 또는 기계적 연결(mechanical connection) 범위로 제한되도록 클램프고정볼트 (clamp retaining bolt)를 적절하게 고정시킨다.

 

(11) 가동비행조종 전선의 주의사항(Movable Controls Wiring Precautions)

 가동비행조종장치(movable flight control) 근처에 배선된 전선의 고정은 스틸하드웨어(steel hardware)로 부착해야 하고 단일부착점(single attachment point)의 결함이 조종장치 간섭으로 귀착할 수 없도록 간격을 두어야 한다. 배선과 가동 비행조종장치 사이에 최소간격은 번들이 조종장치의 방향으로 가벼운 손압력으로 옮겨졌을 때 적어도 1/2[inch]는 있어야 한다.

 

 

나. 전기회로 스위치 및 전기회로 보호장치

<회로 제어 장치>

 
전자 기기의 기능을 사용하기 위해 필요할 때만 작동하게 해주는 장치입니다.
스위치, 릴레이, 레지스터가 있습니다.

- 스위치: 토글, 푸시, 회전 선택, 마이크로, 근접 스위치 등이 있으며, 접속 방법에 따라 SPS
T, SPDT, DPST, DPDT가 있습니다.

- 토글은 항공기에서 가장 많이 사용되며, 운동 부분이 공기 중에 노출되지 않게 케이스에 보호되어 있습니다.

- 푸시는 계기 판넬에 많이 사용합니다.

- 회전 선택은 여러 개의 스위치 역할을 한 번에 담당해줍니다.

- 마이크로는 랜딩 기어와 플랩 등을 작동시키는 모터를 제어하는 제한 스위치입니다.

- 근접 스위치는 랜딩 기어나 승객 출입문, 화물칸 문이 완전히 닫히지 않을 경우에 경고해주는
회로에 사용됩니다.

- 릴레이: 작은 전류로 높은 전류를 제어해 스위치 역할을 하는 장치입니다.
릴레이 코일에 전류가 흐르면, COM과 NC를 이어주던 컴단자가 NO와 붙게 되는 스위치 역할을 하여 길을 형성해 작은 전류로 큰 전류를 제어해줍니다. 릴레이를 스위치 대신에 사용하는 이유는 인체 정전기로 인해 스위치를 고장 낼 수 있고, 배선을 줄여 무게 감소 효과를 볼 수 있기 때문입니다.

- 레지스터: 저항기이며, 회로의 전압을 다양하게 변환하기 위해 전류 흐름을 제어해줍니다.

 

<회로 보호 장치>

 
쇼트 현상을 방지해주는 장치입니다.
퓨즈와 서킷 브레이커, 전류 제한기 등이 있습니다.

- 퓨즈: 전류가 규정 값 이상으로 흐르면, 퓨즈가 녹아 전류를 차단시켜 회로를 보호해줍니다.
납과 납 – 주석, 주석 – 비스무트 합금으로 만들어지며, 한 번 작동되면 교환합니다.

- 서킷 브레이커: 허용 전류 이상의 전류가 회로에 흐르면, 팽창 계수가 다른 바이메탈을 이용해 접점을 떨어트려 회로를 보호해줍니다.

- 전류 제한기: 비교적 높은 전류를 짧은 시간동안 허용할 수 있는 구리로 만든 퓨즈의 일종입니다. 동력 회로와 같이 짧은 시간 내에 과전류가 흘러도 장비나 부품 손상이 되지 않는 경우에 사용됩니다.(퓨즈의 일종이므로 한 번 개방되면 교환해야 합니다.)

*서킷 브레이커와 퓨즈의 차이점 : 퓨즈는 한 번 작동되면 녹아 끊어져 회로를 차단시키므로 교환해야 하지만, 서킷 브레이커는 망가지지 않는 이상 수동이나 자동으로 다시 접속시켜 재사용을 할 수 있습니다.

 

 

다. 전기회로의 전선규격 선택 시 고려사항

 

정확한 전선크기를 선택하는 두 가지 필요조건에 부합시키기 위해, 다음 사항을 알아야 한다.

① 전선의 길이 

② 운반하고자 하는 전류의 암페어의 수 

③ 허용전압강하 

④ 요구되는 연속전류(continuous current) 또는 단속전류(intermittent current) 

⑤ 예측되는, 또는 측정된 도선의 온도 

⑥ 전선이 전선관과 번들 중 어디에 장착되는가? 

⑦ 자유대기에 단선으로 장착되는가?

 

 

라. 전기 시스템 및 구성품의 작동상태 점검

 

1. 다이오드

정류 작용과 역전류 차단 작용을 해주는 부품입니다.
P형과 N형 반도체 접합물로 N형 반도체 쪽에 – 전기를 가하면, – 전기를 띄고 있는 N형 반도체와 척력(두 물체가 서로 밀어내는 힘)이 발생해 N형 반도체의 잉여 전자가 P형 반도체 쪽으로 이동해 전류가 한 방향으로 흐르게 됩니다.
반대로 N형 반도체에 + 전기를 가하면, – 전기를 띄고 있는 N형 반도체와 인력이 발생해 N형 반도체의 잉여 전자가 P형 반도체 반대 방향으로 끌려가서 전류가 흐르지 못 하게 됩니다.

 

2. 트랜지스터

전류 흐름을 조절해 증폭과 스위치 작용을 해주는 부품입니다.
증폭 작용은 작은 전류를 큰 전류로 만드는 것이 아닌 조작하는 것 즉, 전류가 아닌 신호를 증폭한다는 개념입니다.
스위치 작용은 전압이 기준 이하거나 이상일 때 회로를 연결 또는 차단하는 작용입니다.
Collector를 통해 들어온 전류를 Base로 증폭 및 스위치 작용을 하고, Emitter를 통해 내보내줍니다.

 

3. 콘덴서

 

전기를 모으고, 방출해주는 부품입니다. 직류를 차단하고, 교류를 통과시켜줍니다.
2개의 양극판이 서로 닿지 않게 평행하게 존재해 외부에서 흘러 온 전기가 양극판 사이에 음(-)과 양(+)의 전극으로 대전 상태(전기가 모여 있는 상태)가 됩니다. 극판은 대전되면 전원의 회로를 끊어도 대전 상태로 남아 있는 상태인 충전 상태가 되고, 여기에 직류 전압을 걸면, 각 전극에 전하가 축적됩니다. 축적 중에는 전류가 흐르고, 축적된 상태에서는 흐르지 않게 됩니다.

 

4. 정류기(Rectifier)

전류 흐름을 한 쪽 방향으로 흐르게 해 교류 전력을 직류 전력으로 바꿔 주는 장치입니다.
현대 항공기에서는 TRU(Transformer Rectifier Unit)라는 115V 교류 전력을 26V 교류 전력으로 낮춰 주는 변압기와 그 교류 전력을 26V 직류 전력으로 정류시켜주는 정류기를 합친 장치를 사용합니다.

 

5. 인버터

정류기와 반대로 직류 전력을 교류 전력으로 변환시켜주는 장치입니다.
교류 발전기 고장 시에 배터리의 직류 전력을 공급받아 교류 전력으로 변환시켜 최소한의 교류 장비를 작동시켜줍니다.
회전형과 고정형이 있습니다.

- 회전형: 출력에 비해 무겁고, 회전하기 때문에 정기적인 점검이 필요합니다.
- 고정형: 회전형에 비해 작은데도 고출력이며, 정비가 간단하고, 긴 수명을 가지고, 조용하게 작동된다는 특징이 있습니다.

*정류기와 인버터 중 더욱 비싼 것: 인버터입니다.
정류기는 콘덴서와 TR, 다이오드로만으로 정류를 할 수 있는데 인버터는 교류 발전기가 필요하기 때문입니다.

 

6. 변압기

전압을 승압 및 감압하는 장치입니다.
전기적으로 연결되지 않은 2개의 코일과 그 코일이 감긴 철심으로 구성됩니다.
1차 코일에 유도된 전력이 2차 코일의 권선수와 비례해 조절됩니다.
교류 전압을 변압시키는 장치는 트랜스포머, 직류 전압을 변압시키는 장치는 다이나모터입니다.
다이나모터는 직류 전압을 변압시켜서 직류의 특징인 시간에 따라 크기와 방향 변화가 없어 단속 직류로 만들어 줘야 변압이 가능하므로 트랜스포머에 비해 구조가 복잡하고, 그로 인한 무게가 무거워집니다.

 

7. 전동기

전기 에너지를 기계 에너지로 바꿔 주는 장치입니다.
자기장 내의 도체에 전류가 흐를 때, 힘이 작용해 도체가 움직여서 회전하게 됩니다.
공급 전원에 따라 직류와 교류 전동기로 나뉩니다.

- 직류 전동기: 고정자와 회전자, 정류기와 브러시로 구성됩니다.
직권, 분권, 복권식이 있습니다.
직권식은 계자와 전기자가 직렬연결이며, 기동 토크가 크고, 부하 감소 시 속도가 증가해 시동기에 많이 쓰입니다.
분권식은 계자와 전기자가 병렬연결이고, 부하 변화에 따라 속도 변화가 작습니다.

복권식은 계자와 전기자가 직/병렬로 연결되어 있고, 무부하가 되어도 속도가 증가하지 않습
니다.

- 교류 전동기: 고정자와 회전자, 정류기로 구성됩니다.
유도, 동기, 유니버셜식이 있습니다.
유도식은 무브러시 발전기로 전원에 직접 연결되며, 구조가 간단하고, 튼튼합니다.
동기식은 동기 주파수에서 부하와 상관없이 일정한 속도로 회전합니다.
유니버셜은 유도 전동기의 고정자와 직류 전동기의 전기자를 조합해 직류와 교류에서 사용이
가능한 전동기입니다.

 

8. 발전기

기계 에너지를 전기 에너지로 바꿔 주는 장치입니다.
자기장에 있는 도체를 자속과 직각인 방향으로 움직여 회전시켜 자속을 끊으면, 전자 유도 현상에 의해 유도 기전력이 발생합니다.
직류와 교류에 따라 구분합니다.

- 직류 발전기: 계자를 고정하고, 전기자를 회전시켜 전력을 생산하며, 계자 코일에 흐르는 전류와 전기자 회전수, 부하에 따라 출력 전압이 변동됩니다.
직권, 분권, 복권식이 있습니다.
직권식은 전기자와 계자 코일이 직렬연결이며, 전기자와 부하도 직렬연결이어서 부하 크기에 따라 출력 전압이 변해 항공기에 사용하지 않습니다.
분권식은 전기자와 계자 코일이 병렬연결이며, 전기자와 부하가 직렬연결이어서 부하 크기가 변해도 출력 전압은 변하지 않습니다.
복권식은 직권식과 분권식의 장점을 합친 발전기입니다.

- 교류 발전기: 계자를 고정하고, 전기자를 회전시켜 전력을 생산시켜주는 방법과 계자를 회전시키고, 전기자를 고정시켜 전력을 생산해주는 방법이 있습니다.
3상과 단상 발전기가 있습니다.
3상 발전기는 단상에 비해 순간 전압이 0으로 떨어지지 않고, 여파 작용을 쉽게 해주며, 잔물결 파를 평활하게 해줘 단상보다 많이 사용됩니다.

3상 브러시리스 교류 발전기

브러시와 슬립 링이 없는 무브러시 타입이며, 마멸 부품이 없어 유지비가 적게 들고, 출력 파
형이 불안정해질 염려가 없으며, 아크가 발생하지 않고, 고공비행 시에 우수한 성능을 발휘합
니다.

*계자 플래싱(Fied Flashing)

발전기가 처음 발전 시, 계자(전류 자기)에 의존하는데 계자가 남아 있지 않으면, 발전이 안
되 외부 전원을 잠시 흘려주는 것을 계자 플래싱이라 합니다.

Y 결선과 델타 결선

- Y 결선: 전압의 이득을 이용할 때 사용합니다.

선간 전압이 상전압의 루트 3배와 같고, 선간 전압이 상전압 위상보다 30도 앞서며, 상전류와
선전류는 같은 결선 방식입니다.(주로 가정용이 아닌 공장에서 많이 사용하는 전력 결선 방식)

- Δ 결선: 전류의 이득을 이용할 때 사용합니다.
선간 전압과 상전압은 같고, 선간 전류가 상전류보다 루트 3배 크며, 상전류는 선간 전류 위
상보다 30도 앞서는 결선 방식입니다.

 

9. CSD(Constant Speed Driver)

액세서리 기어 박스와 발전기축 사이에서 기관 회전수에 상관없이 일정한 주파수를 발생하게 하는 정속 구동 장치입니다.
발전기가 엔진에 붙어 엔진 회전력의 힘으로 발전기를 회전시켜 전기를 생산합니다.
하지만 회전력이 일정하지 않아 400hz 주파수를 유지할 수 없기에 CSD를 통해 회전력에 상관없이 일정한 주파수를 얻을 수 있게 해줍니다.(교류 발전기에만 해당하며, 이유는 항상 직류 발전기처럼 비행기 엔진에 직접 연결되지 않아서입니다.)

 

10. IDG(Integrated Drive Generator)

CSD와 발전기를 합친 발전기입니다.
무브러시 타입이어서 슬립링 같은 마멸 부품이 없어 정비가 간단하며, 유지비도 적게 들고, 항공기 무게 감소에 효과적입니다.
IDG는 CSD에 연결된 축으로 IDG 로터가 돌아가서 PMG 로터가 회전하게 되어 115V 교류를 생성합니다. 그리고 GCU로 교류를 직류로 변환 및 전압 크기를 조절하여 Exciter Rotor(아마추어)에서 정류자에 의해 직류 전류가 유도되어 TR 역할(직류 유도) 후, Main Generator로 유도되어 로터가 회전하면서 최종적으로 Main Generator Stator에서 115V 교류를 생성합니다.
*GCU가 TRU의 역할을 해줍니다.