변압정류기(TRU)의 기능과 사용처

변압기(Voltage Transformer)는 교류전압을 변환하는 장치다.

변압기에 대해 설명하라고 하면, 많은 학생이 그냥 전압을 변경하는 장치, 또는 전압을 승압이나 감압하는 장치라 한다. 그런데 이 답변은 부정확하고, 꼬리질문을 받을 수 있다. 왜 그럴까?

"교류"라는 단어를 생략하면 안 되기 때문이다.

 

전류가 흐르면 주변에 자기장이 형성되고, 자기장이 변하면 전압(전류)이 유도된다. 그래서 전류가 주기적으로 변하는 교류가 흐르면 그 주변의 자기장도 계속 변하고, 이에 따라 전압 또한 계속 유도된다. 이러한 성질을 이용하여 만든 것이 변압기이다.

위의 그림처럼 왼쪽의 코일(1차 코일)에 변압할 교류를 공급하면 변화하는 자기장이 철심을 따라 이동하여 오른쪽 코일(2차 코일)에 영향을 주어 유도 기전력을 만든다. 이때 변압비는 각 코일의 감은 수에 비례한다.

 

$$V_1 : N_1 = V_2 : N_2~,~~\frac{V_2}{V_1} = \frac{N_2}{N_1}$$

정류기(Rectifier)는 교류를 직류로 바꾸는 장치다.

다이오드, 축전기 및 코일 등을 이용하여 교류를 직류로 바꾼다.

변압정류기는 변압기와 정류기를 일체형으로 만든 것이다.

변압정류기는 말 그대로 변압기를 이용하여 원하는 전압의 교류로 바꾼 후에 다시 같은 전압의 직류로 변환하는 장치다. 각 가정이나 사무실에 한두개 이상 가지고 있는 스마트폰 충전기도 변압정류기이다.

스마트폰 충전기는 콘센트로 들어오는 220V 교류를 5V 교류로 바꾼 후에 다시 5V의 직류로 바꾼다. 

항공기의 TRU는 전기계통이 정상일 때 직류 전원을 공급한다.

TRU의 기능은 설명할 수 있어도 항공기에서 TRU가 왜 중요한지, 어디에서 어떻게 쓰이는지를 정확하게 이해하고 설명하는 학습자가 의외로 드물다.

 

전기계통이 모두 정상일 때 교류발전기(IDG)가 교류 전원을 공급하고, TRU가 IDG의 교류를 받아서 직류로 변환하여 직류 전원을 공급한다.

 

전기계통이 문제가 발생할 때 교류 전원과 직류 전원을 공급하는 장치는 무엇인지 직접 찾아보자.