二次巻線型誘導発電機について教えてください。
先日、滋賀県草津市の水生植物園に行ってきました。
駐車場に巨大な風車(定格出力1.5MW)が建っていました。
パンフレットを見ると、発電機のタイプが「二次巻線型誘導発電機」と
なっています。説明では、回転子、固定子両方で発電が可能ということです。
通常、誘導発電機では固定子から電力をとりだしますよね?
この「二次巻線型誘導発電機」の原理と普及にむけた今後の課題を
教えてください。(インターネットの検索にかかりません)
よろしくお願いします。

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A 回答 (2件)

> 新疑問。

よくわからないのは、「抵抗をやめる」ということです。
抵抗の変わりに整流器を入れるということですか?

普通は二次巻線(回転子)の電流は抵抗器で熱に変えて空気中に捨ててしまいます。これではエネルギーがもったいないので、熱に変えないで電力として送り出そうとしたわけです。この考え方をセルビウス方式と言うそうです。

セルビウス方式には3つの方法があるのです。
(1)セルビウス方式:二次巻線の低周波交流を整流して直流電動機を回し、これで交流発電機を回して発電する。
(2)静止セルビウス方式:整流した直流をインバータで交流に直し、送電する。
(3)超同期セルビウス方式:原理はわかりましたが、わかりやすく説明するのが難しすぎます。URLを読んで見てください。

> これで効率が上がったといえるのでしょうか?
どうしたら発電効率を上げることができますか?

本来捨てていたエネルギーを回収して発電し、送電するのですから、当然発電効率は上がっています。(セルビウス方式の目的です)
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風車発電の技術ページのURLを掲げて起きます。

風車発電の方式がこんなにあるとは知りませんでした.
「二次巻線型誘導発電機」の原理は、ここに書かれています。簡単に言うと二次巻線側の抵抗器を変化させてすべりを調整(回転数調整)する際、抵抗器で消費する電力がもったいないので抵抗を止め、これを整流して電源として使ってしまおうと言うことのようです。

ただしこの二次側交流は周波数が低く、また、周波数が安定でないので利用しにくいでしょうね。直流にして使うしか仕方がないでしょう。

発電効率をあげる方法と言う事はわかりますが今後の課題まではよくわかりません。

参考URL:http://homepage1.nifty.com/cubo/wind/tec/kind.htm
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
新疑問。よくわからないのは、「抵抗を止める」ということです。
抵抗の変わりに整流器を入れるということですか?
直流であっても一応、電気なわけで何か利用法はあると思いますが、
これで効率が上がったといえるのでしょうか?
どうしたら発電効率を上げることができますか?

お礼日時:2001/08/07 19:47

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先日、滋賀県草津市の水生植物園に行ってきました。
駐車場に巨大な風車(定格出力1.5MW)が建っていました。
パンフレットを見ると、発電機のタイプが「二次巻線型誘導発電機」と
なっています。説明では、回転子、固定子両方で発電が可能ということです。
通常、誘導発電機では固定子から電力をとりだしますよね?
この「二次巻線型誘導発電機」の原理と普及にむけた今後の課題を
教えてください。(インターネットの検索にかかりません)
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

> 新疑問。よくわからないのは、「抵抗をやめる」ということです。
抵抗の変わりに整流器を入れるということですか?

普通は二次巻線(回転子)の電流は抵抗器で熱に変えて空気中に捨ててしまいます。これではエネルギーがもったいないので、熱に変えないで電力として送り出そうとしたわけです。この考え方をセルビウス方式と言うそうです。

セルビウス方式には3つの方法があるのです。
(1)セルビウス方式:二次巻線の低周波交流を整流して直流電動機を回し、これで交流発電機を回して発電する。
(2)静止セルビウス方式:整流した直流をインバータで交流に直し、送電する。
(3)超同期セルビウス方式:原理はわかりましたが、わかりやすく説明するのが難しすぎます。URLを読んで見てください。

> これで効率が上がったといえるのでしょうか?
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本来捨てていたエネルギーを回収して発電し、送電するのですから、当然発電効率は上がっています。(セルビウス方式の目的です)

Q二次コイルにおいて相互誘導の方が自己誘導よりも影響力が大きいのか?

物理の相互誘導の問題で二次コイルの自己誘導の影響は無視するという条件があったのですが、

そこから二次コイルにおいて常に相互誘導の方が自己誘導よりも影響力が大きいと結論付けても良いと思いますか?((+_+))
ダメな場合は、反例も提示して頂けるとありがたいです。
ご回答宜しくお願いします!<(_ _)>

Aベストアンサー

>自己誘導を無視してよいという言及がない限り、
>一応考慮するのが無難であり

例えばトランスの問題なら、特に言及がないなら
自己誘導は無視します。

何も条件がなければ自己誘導を考慮するのが無難でしょうが、
そんなことで回答者を悩ます問題は愚問でしょう。

Q誘導発電機について

お世話になります。以前文献で三相誘導発電機というものを目にしました。詳しくは書かれておりませんでしたが、誘導電動機を外力で回転させ同期速度を越えてすべりがマイナスになれば発電するというものでした、三相かご型ゆう同電動機などは外力を加え同期速度以上になれば発電するのでしょうか??やはり同期電動機のように励磁しなければ発電はできないのでしょうか教えてください。

Aベストアンサー

かご型でも巻線型でも同期速度以上にすれば発電機になります。

1.励磁は要りませんが、三相電源とつながっている必要が有ります。
  別の言い方をすれば三相電源によって作られる回転磁界が励磁と同じ働きをするということです。
2.従って同期発電機のような単独運転は出来ません。
3.同期速度以上であれば速度が変わっても構わないので風力発電などでよく使われます。
4.その場合制御の面や効率面から大抵巻線型が使われます。

「誘導発電機 風力」で検索すれば沢山ヒットします。

Q誘導電動機の発電について

誘導電動機において電流の向きはどう判別するのでしょうか?
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教えてください。よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

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Q誘導発電機の回生原理について

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Aベストアンサー

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誘導機の等価回路:
http://energychord.com/children/energy/motor/ind/contents/ind_eq.html
のsを負とする時、r2'/ s が負性抵抗となります。これにより電流は電動機運転と逆方向に生じます。模式的には、
内向きを正にとれば、I = V / ( -R + jX ) = -( V / (R - jX) )、
外向きを正にとるなら、I = V / (R - jX)
と言う形です。

物理的に見れば、負のスリップにより1次回転磁束を切る2次導体に生じる「小さな起電圧」が電動機運転時と逆になり、2次導体「線輪」が作り出す磁束も逆、それを打ち消すべく流れる1次電流も逆極性になるという具合です。このような1次2次間の磁束打ち消し電流は、励磁電流やその逆起電力とは別の独立した存在である点に注意してください。直流機や同期機に見られる「電源電圧に匹敵する大きな逆起電圧」の実体は在りません。あなたが感じられた不条理の起源は、ここら辺りにありそうです。

外部から電圧を加える事により負性抵抗(スリップ量依存)由来の電力を取り出せますが、前記式から解るように「外部方向に供給できるのは進み位相」に限定されます。自身の励磁電流に充てられるような遅れ90度電流は供給できません。発電機とは言え、同期発電機等に見られる、任意負荷位相を許す電圧源的挙動とは異なります。有効電力を得る為には同時に無効電力が生じてしまいますから、それを吸収させる為にも、電圧源的な装置との並列運転が不可欠と言えるのではありませんか。

ハイランド円線図も参考になると思います。発電機では、下半円を電流ベクトルが動きます。
http://ameblo.jp/sayama554/entry-11475905601.html
図「誘導発電機の特性」を参照

以上、机上の知識ですが参考まで。不可解な点ありましたらご指摘ください。

ご承知の通り誘導機には磁石が無いのですから、単独では発電機に成り得ません。発電の為には外部電源による励磁が必要です。そして発電周波数は、回転とは無関係に励磁周波数で決まります。また、発電機でありながら有効電力と無効電力の関係は任意に取れず、供給可能なのは進み電流に限定され、自分自身の励磁電流さえ供給できない等、通常の発電機のイメージとは相容れない性質があります。これらの説明は、誘導発電機の中に電圧源が現れるようなモデルでは、困難かと思います。誘導発電機はブラックボックスと...続きを読む

Q同期発電機の誘導起電力、並列運転

こんにちは。
同期発電機について勉強をし始めたばかりの者です。

交流発電機の起電力の波形は正弦波が理想とありました。
確かにイメージとしては正弦波に近い方が安定してると思えるのですが、詳しく考えるとなぜ正弦波が理想になるのでしょうか??
また、これは同期電動機でも同じことが言えますか?(逆起電圧)

そして正弦波形に近づけるには分布巻を使用すること、とありました。
発電所では並列運転だとは思いますが、現在発電所で使われている発電機はやはり分布巻が多いのでしょうか?
並列運転するための条件や同期化力などにも関係してくるのでしょうか?

ご教授お願いしますm(_ _)m

Aベストアンサー

正弦波が理想
たとえば、磁界を使って具体例を示すと、
中心軸がX軸方向とY軸方向の二つのコイル(同じ大きさ、同じ巻き数)をおいて、それぞれにIm*sin(wt),Im*cos(wt)の電流を流すと、
大きさが一定で、角速度wで回転する回転磁界になります。
(逆に、大きさ一定、角速度一定で回転するものを投影すると、正弦波状になります)
というぐあいに、回転する場をつくる(発電機や電動機に使う)のに正弦波は非常に都合が良いです。
(電流がひずむと、回転ベクトルの大きさや角速度が変動します。これは、たとえば回転機だとトルクの脈動や、損失増加、振動の発生などにつながります)

Q電機子抵抗と電子ガバナ回路の調整

この度はよろしくお願いいたします.

モータドライバを用いての速度制御で,電子ガバナ回路の動作を最適化する為に
可変抵抗を調整する必要があるそうで,調整の材料として,モータの電機子抵抗を用いるそうなのですが,例えばモータの電機子抵抗が5[Ω]であれば電子ガバナ回路の可変抵抗もこの値にすると言う事なのでしょうか?

ちなみに用いているドライバはhttp://www.okatech.net/pdf/jw-143-2_man_ver1.2.pdfです.

そして,電子ガバナ回路のしくみと役立ち方がが良く分からないのでこちらの方も教えて頂けないでしょうか?

よろしくお願いいたします.

Aベストアンサー

ちなみにモータの電機子抵抗が10[Ω]等の場合は可変抵抗以上なので
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フィードバック制御が正確ではなくなるが安定に動作するとありますので、使えないことはないと思いますが、負荷が変動したとき回転数が多少低下することがあると思います。
この制御装置は入力電圧DC24[V]-入力電力300[W]の直流モータ用ですが、モータの電機子抵抗が10[Ω]もあったら、24[V]電圧を加えても2.4[A]しか電流は流れません。(モーターを固定して回転させない状態で)
どんなことをしても300Wの電力をモーターに送り込むことはできません。
使用を予定しているモータの定格にマッチした制御装置を選び直す必要がありそうです。

Qこの回路に流れるIa、Ibの分布についてなのですが、解説だと二次側上の巻線に流れる電流はIa、下の巻

この回路に流れるIa、Ibの分布についてなのですが、解説だと二次側上の巻線に流れる電流はIa、下の巻線に流れるのはIbと断定していますがなぜ断定出来るのでしょうか?

Aベストアンサー

ん?

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「0.1Ω」と文字で書かれているので幻惑されているのかもしれませんので、この「導線の抵抗」も「四角」で書いてみてはいかがですか? そうすれば、単なる「オームの法則」の問題になりますから。

Q発電所のガバナとは何のことですか?

直接、資格のこととは関係ないのですが、
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ご存知の方がおられるかと思い、
質問させていただきます。

発電所のガバナとはどのような役割で、
実際、何が動くのでしょうか?
燃料弁でしょうか?
(例えばガスタービン。他でもいいですが。。)
ガバナ増操作等やってますが、
それによって何が変わるのでしょうか?

ある程度の発電所の知識はありますので
それを前提に回答していただいて結構です。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

ガバナは発電所の回転数を制御する機構です。
発電機は燃料の熱エネルギー(蒸気や燃焼ガスの膨張エネルギ-)や水の落差の位置エネルギーを電気エネルギーに変えます。
電気エネルギーは送電線で伝送されて消費地で消費されます。
電力システム内には車と同じように「慣性エネルギ-」があります。車の慣性エネルギ-とは、時速60kmで走行中にクラッチを切ってもすぐに停止しないで走りつづける現象です。
電力システムでは発電機のタービンがこれを担っています。一定の燃料を供給していて、一定の電力が消費されていれば一定の回転数で回りつづけます。もし消費が急に減ったら、タービンの持っている慣性エネルギ-が失われて速度が下がります。速度が下がると50Hzといった周波数が下がってしまいます。
逆に急に消費が減れば行き場のないエネルギ-はタービンの速度を上げ、周波数が上がります。

ガバナはタービン軸の速度を検出して燃料や蒸気、水車の水量を調節する機構です。

車のアクセルは人間が速度計を見て調節しますが、ガバナは速度検出部と燃料制御部が一体となった巧妙な構造をしています。砲丸投げをイメージしてください。人間が砲丸を早くまわせば遠心力で手の高さが高くなりますね?ゆっくりまわせば砲丸の回転半径は小さくなり高さも低いはずです。ガバナはちょうど砲丸の高さに応じて燃料弁の開度を調節するような構造になっています。

現実の電力系統では午前9時ちょうどに全工場が稼動を始めるわけではないので負荷変動は毎分あたり数%しか変わりません。また周波数は49.9Hzとなったらアクションが始まるように0.1Hz単位で制御されていますからほとんど気づきません。

ガバナは発電所の回転数を制御する機構です。
発電機は燃料の熱エネルギー(蒸気や燃焼ガスの膨張エネルギ-)や水の落差の位置エネルギーを電気エネルギーに変えます。
電気エネルギーは送電線で伝送されて消費地で消費されます。
電力システム内には車と同じように「慣性エネルギ-」があります。車の慣性エネルギ-とは、時速60kmで走行中にクラッチを切ってもすぐに停止しないで走りつづける現象です。
電力システムでは発電機のタービンがこれを担っています。一定の燃料を供給していて、一定の電力が消...続きを読む

Q二重かご型三相誘導電動機の用途と特徴

二重かご型三相誘導電動機はどのようなものに使われているのでしょうか?

また、二重かご型の特徴で
・かご型より始動電流の抑制されている
・かご型より始動トルクの大きい
という点以外ではどのような大きな特徴がありますか?

通常のかご型三相誘導電動機の
・構造・取扱い簡単
・定速回転
・運動効率大
・安価
・小型機械用
という特徴も同じようにあてはまるのでしょうか?

宜しくお願いします。

Aベストアンサー

大雑把には、
かご型誘導機では
二次抵抗が低い方が、定常運転時の特性(効率、速度変動率)がよい
二次抵抗は高い方が、起動時の特性(起動トルク、起動時電流)が良好
で、両者をなんとか両立させようとしたのが二重かご型や深溝型
特徴としては、「定常運転時の特性を維持しつつ」起動時の特性を改良したもの、と見るのが良いかと思います。
(単に起動トルクをあげて、起動電流を下げるだけなら、二次抵抗を高くすれば済みますので)

用途としては、中大型の誘導機でしょうか。(小型の機器だと、あまり始動電流は問題にならないかも)
回転子の構造が複雑になるので、通常のかご型(スロットを切った回転子にアルミを鋳込んで二次導体にする)よりはコストはかかるかと思います。
それ以外に関しては、単純かご型誘導機と同様の特徴を持つかと思います。

また、滑り周波数(回転数)で二次抵抗が変化するので、インバータ駆動の機器には使いにくいかとおもいます。(インバータ駆動なら、低周波数、低電圧で起動でき、起動電流を抑えつつ高い起動トルクを得ることができるので、わざわざ起動時の二次抵抗を高くする必要が無い。)

大雑把には、
かご型誘導機では
二次抵抗が低い方が、定常運転時の特性(効率、速度変動率)がよい
二次抵抗は高い方が、起動時の特性(起動トルク、起動時電流)が良好
で、両者をなんとか両立させようとしたのが二重かご型や深溝型
特徴としては、「定常運転時の特性を維持しつつ」起動時の特性を改良したもの、と見るのが良いかと思います。
(単に起動トルクをあげて、起動電流を下げるだけなら、二次抵抗を高くすれば済みますので)

用途としては、中大型の誘導機でしょうか。(小型の機器だと、あ...続きを読む


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