突極型と円筒型

現在、電検3種取得に向けて勉強中です。そのなかで
「タービン発電機の回転子は高速回転の為、突極型、
水車発電機の回転子は低速回転の為、円筒型」とありました。突極型と円筒型のイメージ自体がわかない為、なぜだかわかりません。シンプルでいいので、すいませんが教えて頂けますか。お願いします

No.2 ベストアンサー 回答者： GTAC 回答日時： 2005/01/23 15:50

お使いの電験3種のテキストに形状や構造の記載はないでしょうか？そのテキストにないなら電気機器の参考書を探してみてください。

単純に文章だけを覚えても身につきません。構造を知り、その背景を知り、実際に極数や回転数、周波数の関係を計算してみて初めて身につきます。
３種を目指すなら過去問を整理して４分冊（基礎・電力・応用・法規）のタイプを選んでください。
さらに、電気工学ハンドブックかポケットブックを学習机の横に置いていつでも参照できるようにしておいてください。（１冊５万円は高いと思うか、参考書代全部あわせても１０万円以下じゃないかと考えるかどっちが確実に資格が取れると思いますか？）

タービン発電機（火力）は５０Hzを作るために３０００ｒｐｍで回転します。
３０００ｒｐｍで５０Hzを作るのに必要な極数は2極で、巻き線コイルの数は３個（１２０度ずつずれた位置に配置）になります。
高速回転に耐えるように回転子の直径を小さくし、回転子の表面に溝を切り、コイルの銅線を埋め込んでいます。

水車発電機は水車の構造から速度に制約をうけて１００－１０００ｒｐｍと低速です。この回転数で５０Hzを作るために極数を増やして出力を合成しています。
起磁力をつくるためにはコイルの巻き数を増やすか、流す電流を増やす（電線を太くする）必要があり、コイルの小型化は限界があります。そのためたとえば１０極のコイルを配置するためには発電機の直径を大きくし、一番外側にコイルを並べてスペースを作ることになります。そこで中心部は中空で外側に断面がハンマー状の鉄心を置き、そこにコイルを並べていくので突極といいます。
直径が大きくなることから遠心力が大きくなるので発電機の構造上からも回転数に制約が出ます。

こういった背景がわかると速度リレーの設定値（１０５％）とか技術基準の規定がわかってきますし、実務上も保守管理のポイントとか事故時の原因解明に役立ちます。

ぜひ栄冠を目指してがんばってください。

なお、質問内容に対する回答は入っていませんが、入門編としては東京電力の電力講座をご覧になることをお勧めします。

参考URL：http://www.tepco.co.jp/kouza/

No.1 回答者： foobar 回答日時： 2005/01/22 21:23

突極と円筒の対応が逆のように思います。

円筒型の回転子は、その名のとおり円筒形状になっていて出っ張りがありません。（かご型誘導機の回転子みたいな感じです）。界磁巻き線は円筒の表面に埋め込まれています。出っ張りが無いので、高速回転に対応できますが、極数を多く取るのは難しかったかと。

突極型では、回転子に界磁極を付け足して（出っ張らして)、そこに界磁巻き線を巻いています。（ちょうどマブチモータの回転子のような感じ）多極機を作るのは比較的楽ですが、突極部や界磁巻き線に加わる遠心力のため、あまり高回転には向いていません。

とこんな感じで如何でしょうか。