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タービン発電機に励磁装置というのが設置されています。励磁装置とはどうゆう役割りをするものなのですか?電気素人なもので、簡単に教えてもらえると嬉しいです。

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A 回答 (4件)

発電機は磁石とコイルで電気を発電する訳ですが



大きな発電機になりますと 巨大な永久磁石を作れない事から

電磁石が利用されます そのため 発電機の電磁石を励磁するのに

電源が必要となり 一般的には外部 商用電力を使用します。
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この回答へのお礼

お礼が遅くなってすいません。ありがとうございました。

お礼日時:2014/05/24 19:17

こんなところ↓が参考になるかと


http://www.tdk.co.jp/techmag/ninja/daa00440.htm
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この回答へのお礼

お礼が遅くなってすいません。ありがとうございました。

お礼日時:2014/05/24 19:16

 モーターと発電機は、実は同じものです。



 ハイブリッド自動車、電気自動車では、モーターで動力を発生しますが、停まるときの制動力を利用してそのモーターで発電し、バッテリーを充電します。

 小学校(?)で、モーターの組み立てや分解をしたことがありませんか?
 小さなモーターでは、固定した磁石と、回転軸にエナメル線(導線)を巻いたコイルとで構成され、コイルに電流を流すと磁界を発生し、磁石に反発したりくっついたりすることで回転しましたね。

 このモーターでも、電池をつながずに軸を外部の力で回してやると、逆にコイルに電流が発生するのです。

 電流を流せば回転する、外からの力で回してやれば電力が発生する、というのがモーターであり発電機です。構造は同じで共用できます。

 小さなモーターでは、大きさが小さいので「磁石」を使いましたが、少し大きいモーターや発電機では「大きな磁石」は簡単には作れませんし、作れたとしても非常に重くなってしまいます。電気自動車のモーターが、磁石の重さで重量が大きいと、走らせるのが大変です。
 このため、ある程度以上の大きさのモーター、発電機では、固定の「磁石」の代わりに「電磁石」を使います。電磁石は、コイルの巻数を大きくして、流す電流を大きくすれば、小さな電磁石で強力な磁石を作れます。

 発電機の励磁装置とは、この「電磁石」のことです。ガスタービンや蒸気タービンで軸を回し、その回転力でコイルに電流を発生させる(発電する)ために、「磁石」としての役割を果たす「電磁石」です。
 発電量を多くしたり少なくしたりするのも、この励磁装置の電流の増減で制御します。(固定の磁石では、こういった調節はできません)

 簡単に言えば、上のようなことです。

(注)小型モーターでは磁石」が固定で、コイルが回転しました。発電機では、上に書いたように、発電するものコイル、励磁装置(電磁石)もコイルですので、作りやすさから「励磁装置」側が回転して(回転子、ローター)、発電コイル側が外側に固定(固定子、ステーター)ということもあります。原理は同じです。
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この回答へのお礼

お礼が遅くなってすいません。ありがとうございました。

お礼日時:2014/05/24 19:17

大型発電機に設置してあります。



タービン始動後に、発電を開始するのに、どうしますか? 永久磁石じゃありませんので、最初に立ち上げ用の磁界を作る必要があります。その立ち上げ時の励磁を行うために、励磁装置があります。その間は、外部電源系統と接続を行いません。そういう意味で、自分自身で最初から定常状態の発電まで持って行くために、励磁装置があります。
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この回答へのお礼

お礼が遅くなってすいません。ありがとうございました。

お礼日時:2014/05/24 19:18

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Q発電機モータリング

電力会社と並列で蒸気タービン発電機を運転しています。発電機がモータリングするってどうゆう意味ですか?何かおかしな事になるんですか?タービンを回す蒸気が少なくなるとなるんですか?

Aベストアンサー

 No.1さんの回答のとおり、発電機がモーターになるということです。

 通常は、蒸気の圧力でタービンの羽根を押して回転方向のエネルギーを与え、その回転力で発電するわけです。そのためには、発電周波数が電力系統の周波数よりも「速く」(位相が進む)なるように蒸気を供給し続けます。

 ところが、供給する蒸気が少ないと、発電周波数が系統の周波数よりも「遅く」なり(位相が遅れる)、発電機は電力系統から電気を受けとって、電力系統の周波数に引きづられて回転するようになります。これがモータリングです。

 発電機自体はモータリングでも特に問題はないようですが、蒸気タービンは、「蒸気に押される」状態から「蒸気を引き出す」状態となり、一種のコンプレッサー(圧縮機)になります。タービンの羽根は「押される」形状で作られていますので、「引っ張る」状態では力のかかり方が設計状態とは異なり、異常な応力がかかったり、異常振動したりする可能性があります。また、通常、仕事をして温度・圧力の下がった蒸気を水に戻す復水器(真空状態)に、逆に高温・高圧の蒸気を吹き出すことになるので、短時間で設計温度・圧力を超過する可能性があります。
 従って、主に蒸気タービンの理由から、一定時間以上のモータリングは避けるべきと言われているようです。

 No.1さんの回答のとおり、発電機がモーターになるということです。

 通常は、蒸気の圧力でタービンの羽根を押して回転方向のエネルギーを与え、その回転力で発電するわけです。そのためには、発電周波数が電力系統の周波数よりも「速く」(位相が進む)なるように蒸気を供給し続けます。

 ところが、供給する蒸気が少ないと、発電周波数が系統の周波数よりも「遅く」なり(位相が遅れる)、発電機は電力系統から電気を受けとって、電力系統の周波数に引きづられて回転するようになります。これがモータリン...続きを読む

Q発電機について

初めまして。発電機についていくつか質問があります。
①発電機の力率で0.8とありますが、この値は何かの基準により決まっているのですか?

②発電機の力率は1.0になってはいけないと聞いたのですが何故でしょう?力率改善等により1.0になったほうが効率が良いのではないでしょうか?

③発電機の規格にJEC-114とあるのですが検索しても出てきません。この規格は何を示した規格なのでしょうか?

④発電機に自励と他励がありますが、これの解釈は自身の構造で初期励磁を行うのと外部の機器より電圧を印加し励磁を行うと言った解釈で合っていますか?

以上4点について、質問させてもらいます。
多くなりましたが、どうかよろしくお願いします。

Aベストアンサー

あまり正確ではありませんが、ザックリと「イメージ」をつかむ説明をします。正確には、きちんとその手の書籍などをお読みください。

(1)発電機とモーター(電動機)とは、実は構造が同じです。発電機は「外務から与えられた回転力(トルク)を電気エネルギーに変換します。電動機は、電気エネルギーを消費して回転力(トルク)を発生します。
 同じ構造のものを、「フレミング右手の法則」で動作させれば発電機、「フレミング左手の法則」で動作させれば電動機になるわけです。
 従って、発電機は、外から電力を供給すれば「電動機」になり得ます。

 同期発電機と同期電動機を1体1につないで、運転することを考えます。
 発電機にトルクを加えると、無負荷であればどんどん回転数が上がりますが、「負荷」の重さがあるので、一定の同期速度(電力周波数)に落ち着きます。
 電動機は「負荷」として電気を食い、小さなトルクのときは軽く、大きなトルクを出すには「重く」なって発電機にぶら下がり、発電機の回転数を遅くしようとします。つまり同期速度(電力周波数)を下げようとします。
 電動機の負荷が重くなれば、発電機は励磁電流を増やして発電量を増やそうとしますが、それだけでは回転数が下がるので、蒸気タービンの蒸気量を増やすなどしてトルクも同時に上げます。
 このように、発電機と電動機のバランスで、電力周波数を一定に保ちます。自然にそうなるわけではなく、上に書いたように、発電機の側で励磁電流やトルクを調節して、負荷に見合った発電量になるように制御しているということです。

 このときに、何が起こってるかというと、
(1)発電機は、同期速度(電力周波数)よりも「ほんの少し早めに回ろうとする」、つまり電力周波数を「ぐいぐいと引っ張る」ように動作している。
(2)電動機は、同期速度(電力周波数)よりも「ほんの少し遅く回っている」、つまり電力周波数に「ぐいぐいと引っ張られる」ように動作している。
ということです。

 つまり(1)では、発電機は「進み位相」で運転している、(2)では電動機は「遅れ位相」で運転している、というようなことです。

 この電力系統に発電機が複数台並列に接続されている場合に、1台の発電機のタービンが急に故障してトルクの供給ができなくなると、その発電機は発電不能となり、「遅れ位相」となって電力系統から電力を消費して回転する「電動機」になってしまいます。いわゆる「発電機のモータリング」というもので、蒸気タービンが「ポンプ」になって蒸気を吸い込み復水器に大量の蒸気を「送り込んで」加圧して破損させる危険性があり、ただちに発電機を電力系統から切り離す必要があります。
 「力率1.0で運転する」状態では、系統周波数によって「発電機になったり電動機になったり」しながら運転する不安定な状態であり、ほとんど発電機の役割を果たさない上に、何かあったら「発電機モータリング」状態になって、発電設備を壊します。
 従って、何らかの負荷変動や過渡現象や事故が起こっても、万が一にも「遅れ位相」にならない程度に「進み位相」に維持して運転する、というのが「力率0.8程度で運転する」の意味することろと考えればよいと思います。

 このように、「発電機は進み位相」で運転し、「電動機や負荷は遅れ位相」で運転される、と考えたときに、この「位相」を作り出すものが「無効電力」なのです。「無効電力だから無駄」ということではなく、「発電機と負荷の間を往復することで位相を作り出す電力」ということです。英語では「Reactive Power」(反作用電力)と呼ぶようです。「押したり、引っ張られたりするための電力」というイメージでしょうか。

↓ 参考サイト:
http://www.jeea.or.jp/course/contents/04104/

 こういう働きがあるので、「力率1.0がベスト」ということではないのです。
 ただ、現実には「負荷で仕事として使われない電力」であることも間違いないので、むやみには力率を小さくせず0.8~0.9程度の適切な値付近に制御される、というのが現実かと思います。

 ということで、
「①発電機の力率で0.8とありますが、この値は何かの基準により決まっているのですか?」
については、その電力系統(電力会社とは独立した事業所や自家発電も同じ)で運用上目安としている力率に「制御する」ということで、基準で決まっているわけではない、ということです。
 ただし、例えば太陽光発電事業者から電力会社が電力を買い取るときには、「無制御」では困るので、「力率をこの範囲で供給せよ」といった条件を付けると思います。

(2)
>②発電機の力率は1.0になってはいけないと聞いたのですが何故でしょう?力率改善等により1.0になったほうが効率が良いのではないでしょうか?

 上の(1)に書いたようなことです。「力率は1.0」では発電機の役割を果たさず、不安定ということです。
 送電線の先の「需要家」(負荷)に近いところで「コイル」や「コンデンサー」を使って力率を改善することは行われるようです。


(3)
>③発電機の規格にJEC-114とあるのですが検索しても出てきません。この規格は何を示した規格なのでしょうか?

JECは「電気学会電気規格」です。民間の「日本電気学会」が制定している民間規格です。
JEC-114(1979)は、改訂されて JEC-2130(2000)「同期機」になっています。
民間規格ですので「無償公開」にはなっていません。有料で刊行物を購入するか、購入して保有する図書館などで閲覧する必要があります。
https://www.bookpark.ne.jp/cm/ieej/detail.asp?content_id=IEEJ-PB00066-PRT
http://www.denkishoin.co.jp/products/detail.php?product_id=478


(4)
>④発電機に自励と他励がありますが、これの解釈は自身の構造で初期励磁を行うのと外部の機器より電圧を印加し励磁を行うと言った解釈で合っていますか?

 答は「違うよ」。自励では「自身の構造で初期励磁」は不可能ですから。

 発電には「磁石」と「コイル」が必要ですが、この「磁石」を電磁石として作り出すものが「励磁装置」です。
 自分で発電した電気の一部を励磁装置に供給するのが「自励」ですが、「発電を開始する」時点では存在しません。従って、起動する(発電を開始する)ときには外部から電気をもらう「他励」にならざるを得ません。
 「他励」は常時外部から供給(起動時も発電中も)、「自励」は「起動時は外部から、発電を開始したら自分の発電したものから供給」ということです。
 上記のように「自励」にするには「励磁回路の切替え」という設備が必要になるので、「自励も他令も、どうせ電気代はほとんど同じ」場合には、「切替え装置」が必要な「自励」はコスト高だからです。大きな発電所のように、「起動時は小容量の他励、運転中は大容量の自励」にすることでコストメリットがあれば、自励を選ぶのでしょう。

あまり正確ではありませんが、ザックリと「イメージ」をつかむ説明をします。正確には、きちんとその手の書籍などをお読みください。

(1)発電機とモーター(電動機)とは、実は構造が同じです。発電機は「外務から与えられた回転力(トルク)を電気エネルギーに変換します。電動機は、電気エネルギーを消費して回転力(トルク)を発生します。
 同じ構造のものを、「フレミング右手の法則」で動作させれば発電機、「フレミング左手の法則」で動作させれば電動機になるわけです。
 従って、発電機は、外から...続きを読む

Q発電機のほとんどが同期機である理由

火力機や水力機の発電機が同期発電機なのはなぜなのでしょう。

Aベストアンサー

同期式・非同期式の違いを復習してください

周波数の安定した交流を発生させたいからです

非同期の発電機は、単独では安定した発電はできません
安定した送電網に接続したときのみ安定した発電が可能です
ですから網の同期発電機の割合が少なくなれば、網の安定運用ができなくなります

QACB遮断器って何?

タイトルどおりです。お願いします。UVTタイプっていうのもあるらしいのですが教えてください。

Aベストアンサー

こんにちは。#1です。

> 電圧はAC450V、3相4線式で、2000Aくらい流れます。

電圧は低いですが、電流が大きいですね。試験回路等ならともかく
2000Aもの電流を遮断するにはそれなりの物になりますし、
故障電流の遮断を考えるならば12kAくらいなんでしょうか?


NFBはNo Fuse Breakerの略で、溶けるヒューズ式でない遮断器
の総称で、MCBはMagnet Cercuit Breaker で電流の電磁力を利
用して過電流時に遮断する物ですが、それ程大きな電流を遮断する
ものは無いと思います。(MCBもNFBの一つです)

考えられる物としては、ACB、VCB、OCB、GCBですが
値段が安く、その電流が遮断できる物となるとACBかOCBの
ような気がします。

それだけの容量を持った物になると、ACBは遮断時に、すごい
破裂音がするので最近は使われることはほとんど無いと思います。

> あとUVTタイプ については他に情報が無いため分かりません。

どうも、Under Voltage Tripタイプと言って、規定の電圧より下
がったら遮断するタイプのようです。

こんにちは。#1です。

> 電圧はAC450V、3相4線式で、2000Aくらい流れます。

電圧は低いですが、電流が大きいですね。試験回路等ならともかく
2000Aもの電流を遮断するにはそれなりの物になりますし、
故障電流の遮断を考えるならば12kAくらいなんでしょうか?


NFBはNo Fuse Breakerの略で、溶けるヒューズ式でない遮断器
の総称で、MCBはMagnet Cercuit Breaker で電流の電磁力を利
用して過電流時に遮断する物ですが、それ程大きな電流を遮断する
ものは無いと思...続きを読む

Q電圧不平衡率とは?

(3相の)電圧不平衡率について教えてください。

電気工学ハンドブックでは、電圧不平衡率は、単に
逆相電圧÷正相電圧 としか書いてありません。

まず逆相電圧÷正相電圧の物理的意味もよくわかりません。
なんで上記の式で求められるかもわかりません。

電圧計で3相の線間電圧のみわかっていたとして電圧
不平衡率はどのようになりますか?

Aベストアンサー

正相電圧は三相の相順どおりに回っている平衡電圧成分、逆相は電圧の大きさは平衡してるのだけど、相順が逆に回ってる成分ですね。両者(と零相電圧)の和で、任意の三相電圧をあらわすことができると。
で、逆相電圧/正相電圧 というのは、電圧不平衡率の定義式かと。

三相の線間電圧がわかっていれば、(+電圧には歪が無ければ)
・各線間電圧を辺とする三角形を書く。
・(とりあえず、零相電圧は0と仮定して、)三角形の重心を基準点とする。
・基準点から三角形各頂点までのベクトルが各相の電圧
・各相の電圧と位相差が決まるので、正相電圧、逆相電圧を計算できる
・これから不平衡率を求める。
という手順で算出できるかと思います。
(零相電圧を0と仮定せずに、基準点を任意に置いても正相、逆相電圧は求まるような気もするけど、、)

Q発電機の非同期投入による事故例について

自立運転でも系統連系にしろ、複数の発電機を並列運転させるには、『起電力の大きさ・位相・周波数が等しい』事が条件で、その際、同期検定器を用いるわけですが、同期検定を行わず接続した場合、どのような事故に至るのでしょうか?また、実際に非同期にて系統連系に接続し事故を起こした例などあるのでしょうか?宜しくお願いします。

Aベストアンサー

 事故例はいくつか知っていますが,具体的どこでとは申し上げられません。
 とある火力発電所での1例をあげると,同期検定器が不調で試験をしていたところ,発電機につながる断路器を開放しないで試験したので,同期条件が揃って遮断器が投入されました。必然的に発電機が系統に接続されて,発電機が誘導電動機の如く起動してしまいました。
 この場合一番深刻なのは,回転子に誘導電動機の如く電流が流れた事による,回転子構造物の電蝕の発生です。
 電蝕により,金属が焼き入れされた様になって脆くなり,長時間の運転の後に焼き入れ部からクラックが進展し,回転子破損に至る事です。
 タービンミサイルという言葉がありますが,毎分3000回転とか3600回転で運転している数10トン~数100トンある回転子が運転中に破損した場合,部品がミサイルの如く飛散する事故となります。タービンや発電機が火薬を装填している訳ではありませんが,鉄の塊が高速で飛散したらどうなるか・・・。
 当然先の例では,他の部分も含め,回転子も徹底的に修理されました。

Q電力の求め方 単相3線(105V/210V)、三相3線(210V)、三

電力の求め方 単相3線(105V/210V)、三相3線(210V)、三相4線(105V)

建物内の分電盤ごとに大体の電力量(kWh)を求めたいと思っております。
負荷は24時間安定していますので、電力を出せば大体の電力量を求められると思っています。

分電盤に電流計があり、その値を拾って求めたいのですが計算方法がわかりません。
力率=100%

例:1φ3W(105V/210V)の分電盤の電流値 
R相:20A N相:0A T相:20A
P(W)=(105×20)+(105×20)
でよろしいのでしょうか。

さらに、分電盤の3次側?で200Vを使用していようがしていまいが掛けるのは105Vでよろしいのでしょうか。

また、平衡負荷でなく電流値が下記の場合
R相:5A N相:10A T相:15A
である場合は、N相(中性線)は計算しなくてよろしいのでしょうか。

さらに、配電方式が違って三相3線(210V)、三相4線(105V)もあります。
こちらについても計算方法を教えてください。

色々とWEBをみて見ましたが自身がありません。
よろしくお願いいたします。

電力の求め方 単相3線(105V/210V)、三相3線(210V)、三相4線(105V)

建物内の分電盤ごとに大体の電力量(kWh)を求めたいと思っております。
負荷は24時間安定していますので、電力を出せば大体の電力量を求められると思っています。

分電盤に電流計があり、その値を拾って求めたいのですが計算方法がわかりません。
力率=100%

例:1φ3W(105V/210V)の分電盤の電流値 
R相:20A N相:0A T相:20A
P(W)=(105×20)+(105×20)
でよろしいのでしょうか。

さらに、分電盤の3次側?で200Vを使用していようがしていま...続きを読む

Aベストアンサー

例:1φ3W(105V/210V)の分電盤の電流値 
R相:20A N相:0A T相:20A
P(W)=(105×20)+(105×20)
でよろしいのでしょうか。
>>この計算で良いです。ただし力率は100%とします。
考え方… 電流はR相からN相へ流れる電流成分(この例では20A)とN相からT相へ流れる電流成分とがあると考えます。N相(中性線)の電流はR相電流とT相電流との差で決まりますからこの例ではゼロになりますね。
電流の前者の成分は20A、後者の成分も20A。R相とN相間の電圧およびN相とT相間の電圧の大きさは105Vなので上記の計算式となります

平衡負荷でなく電流値が下記の場合
R相:5A N相:10A T相:15A
である場合は、N相(中性線)は計算しなくてよろしいのでしょうか
>>上記の考え方を適用すればよいです。この場合はP(W)=(105×5)+(105×15)となります。

三相3線(210V)
>>負荷は一般に平衡負荷なので、RST各相の電流は同じで、それが例えば20Aの場合はP(W)=√3×(210×20)となります。ただし力率は100%とします。

三相4線(105V)
>>電圧が、RST各相とN相間が105Vの場合については
P(W)=(105×R相の電流)+(105×S相の電流)+(105×T相の電流)となります。
ただし力率は100%とします。考え方は1φ3W(105V/210V)で述べたのをT相にも適用すればよいです。
なおこの配電方式は主に工場内で用いられており、RST各相間の電圧は√3×105Vになっています。
<注意> 配電線の三相4線は、RST各相間の電圧が210Vで、RS各相(ST各相やTR各相の場合もある)とN相間が105Vとなっており、P(W)の計算式は違います。

例:1φ3W(105V/210V)の分電盤の電流値 
R相:20A N相:0A T相:20A
P(W)=(105×20)+(105×20)
でよろしいのでしょうか。
>>この計算で良いです。ただし力率は100%とします。
考え方… 電流はR相からN相へ流れる電流成分(この例では20A)とN相からT相へ流れる電流成分とがあると考えます。N相(中性線)の電流はR相電流とT相電流との差で決まりますからこの例ではゼロになりますね。
電流の前者の成分は20A、後者の成分も20A。R相とN相間の電圧およびN相とT相間の電圧の大きさは105Vなので上記の計算式となります

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Q制御盤のスイッチについてご指導下さい。

CS(制御スイッチ)とCOS(切換スイッチ)が電気図面に記載されているのですが違いがわかりません。どのような使い分けをすればいいのでしょうか?

Aベストアンサー

どちらも同じ様な気がします

CSはカムスイッチの略(Cam Switch)
COSは切り替えスイッチの略(Change Over Switch)

どちらの機器も回路を切り替えると言う事では同じです
ただ、COSは回路選択(手動-自動とか、手動-連動)なのに対し
カムスイッチはそれ以外の切り替えも可能です
例えば、電流回路(AS)や電圧回路(VS)はカムスイッチです

もっと厳密に言うと、基本的にCOSは単純な回路の切り変え
(捻ってONかOFFか)出来ないのに対し
CSは様々な接点構成を作成出来ます

また、COSは基本2ノッチか3ノッチですが
カムスイッチは5ノッチとか6ノッチも普通に出来ます

Q電気がトリップするのトリップってどういう意味ですか?

電気がトリップするのトリップってどういう意味ですか?

Aベストアンサー

トリップとは - FA用語 Weblio辞書
http://www.weblio.jp/content/%E3%83%88%E3%83%AA%E3%83%83%E3%83%97

> FA用語辞典
> トリップ
> 過電圧、過電流などに対してインバータの保護機能が動作して、インバータからモータへの電力供給を遮断すること。


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