直流機の「電気子反作用」の説明文で出てくる言葉の意味するものを教えてください。

質問１
直流機の電気子巻線に電流が流れるのは、発電機では「界磁磁束中を回転子を回した時」、電動機では「電源を接続した時」、の二つだと思います。
下線①では「負荷がかかって電気子巻線に電流が流れる」と書いてあります。
これは、「界磁磁束中を回転子を回した時」と「電源を接続した時」の両方を指しているのでしょうか？
なぜ、「負荷がかかる」といった言葉が使われるのでしょう？
直流機が動作している状態を指すのでしょうが、「直流機が動作する」という事と「負荷がかかる」という言葉が同じである事が今一つ結びつきません。

質問２
下線②でいうところの「主磁束」というのは「界磁磁束」を指しているのでしょうか？

質問３
下線③の「ギャップの磁束」というのは、「固定子と回転子との間にある空間の界磁磁束」を指しているのでしょうか？

教えてください。よろしくお願いします。

質問者からの補足コメント

• アドバイスありがとうございます。
  ある資格を取る為の参考書で、その中では一番良いとされている参考書です。
  ですので、よほどの事が起きない限りは変えるつもりはありません。
  
  お時間の許す限りでお付き合い下さい。
  よろしくお願い致します。<(_ _)>

  No.1の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2016/09/27 12:14

• ありがとうございます。
  
  発電機の場合、電気的な負荷がないと、どうして電流が生じないのでしょうか？
  
  電動機の場合、「機械的な負荷（トルク）」が無いと、モーターが回らないのはどうしてでしょうか？
  磁界中を垂直方向に電流が流れれば、負荷が無くても回るような気がしました。
  
  すみません。追加でもう一つ教えてください。
  添付図①に鉄心の一部が飽和し、主磁束の減少をきたす。
  とありますが、ここで言う鉄心とは何を指しているのでしょうか？電気子鉄心でしょうか？
  仮に電気子鉄心だとすると、どうして電気子鉄心が磁気飽和すると主磁束が減少するのでしょうか？
  
  教えてください。

  No.3の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2016/10/03 15:03

• ありがとうございます。
  
  ＞発電機の場合
  負荷を接続しないと回路が解放となるため、起電力は生じるけと、電流は流れないのですね。
  勉強になりました。
  
  ＞電動機の場合
  たとえ最大の回転数の状態であっても、電気子巻線に電流が流れているのであれば、それによる磁束は生じているかと思います。
  そして、その磁束は電気子反作用の原因そのものです。
  
  にも関わらず下線①にあるように
  「負荷がかかって電気子巻線に電流が流れると…磁束分布に悪影響を与える」
  といった書き方がされているということは、
  「電動機が無負荷の時に生じる電気子巻線による磁束は、界磁磁束に問題となるほどの悪影響は与えない」
  といった事があるのでしょうか？
  
  ＞ここでいう鉄心とは界磁極の鉄心
  界磁鉄心が磁気飽和したら、どうして主磁束が減少するのでしょうか？
  飽和状態以上に主磁束は増やせないので、問題無いような気がしたのですが…。

  No.4の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2016/10/03 17:22

• ありがとうございます。
  
  >飽和した界磁極の領域は電機子反作用の結果として磁束密度が上がるわけです。
  ↑↑↑この一文は、
  「界磁磁束の中にある電気子巻線に、電流が流れる事で電気子反作用の原因となる磁界が生じる。
  界磁磁束と電気子巻線の磁界とが合わさり、界磁鉄心の磁気飽和状態を超える磁束密度が生じる。」
  といった事を表していると考えて良いでしょうか？
  
  >それはその狭い領域に主磁極の磁束のかなりの量の磁束を通さないと全体の磁束は減ってしまいます。
  >ところがその領域の磁路が飽和してしまうと通せる磁束数が減ってしまい全体としての磁束数が減少してしまいます。
  ↑↑↑これらがよくわかりません。お手数をお掛けして申し訳ありませんが教えて頂けませんでしょうか？
  
  よろしくお願い致します。<(_ _)>

  No.5の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2016/10/06 00:35

No.5 回答者： xpopo 回答日時： 2016/10/03 17:50

＞＞電動機の場合

＞たとえ最大の回転数の状態であっても、電気子巻線に電流が流れているのであれば、それによる磁束は生じているかと思います。
＞そして、その磁束は電気子反作用の原因そのものです。
＞
＞にも関わらず下線①にあるように
＞「負荷がかかって電気子巻線に電流が流れると…磁束分布に悪影響を与える」
＞といった書き方がされているということは、
＞「電動機が無負荷の時に生じる電気子巻線による磁束は、界磁磁束に問題となるほどの悪影響は与えない」
＞といった事があるのでしょうか？

回答＞＞電動機が無負荷の時に生じる電機子巻線による磁束は非常に弱いです。電機子巻線によって発生する磁界は電機子電流に比例しますので、無負荷時が一番電流が少ないので電機子巻線による磁束は一番弱くなります。その結果、界磁磁束に問題となるほどの悪影響は与えないということになります。


＞ここでいう鉄心とは界磁極の鉄心
界磁鉄心が磁気飽和したら、どうして主磁束が減少するのでしょうか？
飽和状態以上に主磁束は増やせないので、問題無いような気がしたのですが…。

回答＞＞その飽和した界磁極の領域は電機子反作用の結果として磁束密度が上がるわけです。それはその狭い領域に主磁極の磁束のかなりの量の磁束を通さないと全体の磁束は減ってしまいます。ところがその領域の磁路が飽和してしまうと通せる磁束数が減ってしまい全体としての磁束数が減少してしまいます。

No.4 回答者： xpopo 回答日時： 2016/10/03 15:31

＞発電機の場合、電気的な負荷がないと、どうして電流が生じないのでしょうか？

回答＞＞電気的な負荷がつなげられなければ発電機の出力はオープンになって電流の流れる経路がなくなるので電圧は発生するけれど電流は流れません。

＞電動機の場合、「機械的な負荷（トルク）」が無いと、モーターが回らないのはどうしてでしょうか？

回答＞＞機械的な負荷が無い場合、モーターは最大の回転数で回転します。その時の電流が最も少ない。負荷が増えてゆくと、モータの回転数は下がってゆくが電流は増えてゆきます。

＞磁界中を垂直方向に電流が流れれば、負荷が無くても回るような気がしました。

回答＞＞その通りです。

＞すみません。追加でもう一つ教えてください。
＞添付図①に鉄心の一部が飽和し、主磁束の減少をきたす。
＞とありますが、ここで言う鉄心とは何を指しているのでしょうか？電気子鉄心でしょうか？
＞仮に電気子鉄心だとすると、どうして電気子鉄心が磁気飽和すると主磁束が減少するのでしょうか？

回答＞＞ここでいう鉄心とは文章の流れから読み取ると界磁極の鉄心ということになりますね。
　　電気子鉄心じゃないんですが、電気子鉄心は界磁極の主磁界が通る磁路になりますからその磁路が磁気飽和を起こせばその磁路を通る磁束も減少しますね。

No.3 回答者： xpopo 回答日時： 2016/09/28 17:04

質問１

　発電機の場合、「負荷」とは発電機の出力端子に接続されている「電気的な負荷」を意味します。一方、電動機の場合、「負荷」とは電動機の出力軸に加わる「機械的な負荷（トルク）」を意味します。しかしこの本の説明文は舌足らずで不十分ですね。

質問２
＞下線③の「ギャップの磁束」というのは、「固定子と回転子との間にある空間の界磁磁束」を指しているのでしょうか？

その通りです。

質問３
＞下線③の「ギャップの磁束」というのは、「固定子と回転子との間にある空間の界磁磁束」を指しているのでしょうか？

その通りで「固定子と回転子との間にある空間の界磁磁束」を指しています。

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2016/09/27 12:46

No.1です。

＞ある資格を取る為の参考書で、その中では一番良いとされている参考書です。

「良書」と言われるものが、万人に「適している」とは言えません。
そういった「評価」「推薦」をするのは、その道の達人、よく理解している人が多いです。そういう「上級者」は「簡にして要を得た表現」「厳密で正確な記述」を好みますが、初心者には「たとえ話、回り道も含む懇切丁寧な説明」や「多少厳密さを欠いても直感的に分かりやすい記述」が必要な場合が多いです。

あくまで「理解を助ける」のが参考書ですから。

頑張ってください。

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2016/09/27 10:31

あの～、「参考書」の記載内容をこんなサイトで質問するようなら、そんな「参考書」は使わない方がよいと思います。

同種の質問があまりにも多いので。

もっと良い（あなたのレベルに合った）参考書を探して読むべきでしょう。

この回答へのお礼

ありがとうございます。

お礼日時：2016/09/27 11:08