同期発電機の界磁電流を弱めて、界磁磁束を少なく

すると、電機子磁束がレンツの法則によって

多く流れますが、その時、電流の位相が電圧より進

み、つまり進み力率に成ると思うのですが、

参考書では、遅れ力率に成ると書いて有ります。

なぜでしょうか?

どなたか詳しい説明をお願いいたします。

質問者からの補足コメント

  • すみません、もしかして、

    磁束が電圧よりは90度進んでいることと関係あ

    りますか?

    No.1の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時:2017/05/12 23:45
  • なぜ、電流を基準にして電圧を見るのでしょうか?

      補足日時:2017/05/13 01:29

A 回答 (3件)

No.2です。

ちょっと舌足らずでした。訂正版です。

>なぜ、電流を基準にして電圧を見るのでしょうか?

電流は、インピーダンスの組み合わせによらず、回路一巡で一定です。
そのうち「抵抗分」に発生する電圧との積が「有効電力」になりますから(「抵抗分に発生する電圧」と「電流」とは同位相)、これを基準に回路全体の電圧(これと電流との積が皮相電力)を見れば「位相角」と「力率」が分かります。
http://eleking.net/study/s-accircuit/sac-power.h …
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No.1です。



>なぜ、電流を基準にして電圧を見るのでしょうか?

電流は、インピーダンスの組み合わせによらず、回路一巡で一定です。
そのうち「抵抗分」との積が「有効電力」になりますから、これを基準に回路全体の電圧(これと電流との積が皮相電力)を見れば「位相角」と「力率」が分かります。
http://eleking.net/study/s-accircuit/sac-powerfa …
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「力率」の定義の問題です。

通常「電流を基準とした電圧の位相」で遅れ・進みを言います。

「電流の位相が電圧より進み」
これは「電流を基準とした電圧の位相が遅れいている」ので「遅れ位相」と呼びます。
この回答への補足あり
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この回答へのお礼

解答ありがとうございます。

ですが、私はまだ理解できていません。

お礼日時:2017/05/12 23:36

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参考サイトを紹介いただきありがとうございます。
森本茂雄先生の解説には,
「モータ誘導電圧は速度上昇に伴い増加するため,
電圧飽和後は負のd軸電流を流す「弱め磁束」制御を用いて等価的な「弱め界磁」制御を行う。」
とありますね。

「弱め界磁」とは,元は直流モータの用語で,
電源電圧の制約で回転速度が上がらない時に,界磁を弱めてさらに速度を上げる方法
を表します。界磁巻線のある直流機,同期機では,界磁電流を下げれば界磁は弱まるので,言葉のイメージははっきりしています。
永久磁石同期モータで,電機子のインバータ電圧が頭打ちになってさらに回転速度を上げたい時,d軸電流を流して電機子反作用で磁束を弱めるわけです。原理的には弱め界磁と同じですが,界磁磁石そのものを弱めるのではないので,弱め界磁と言わずに,弱め磁束と呼ぶのでしょう。

調べてみると,
武田,松井,森本,本田「埋め込み磁石同期モータの設計と制御」(オーム社)の2.3節に定義がありました。

「永久磁石により界磁磁束を得るPMSM(永久磁石同期モータ)では,巻線界磁形同期モータのように界磁磁束を直接制御することはできない。しかし,負のd軸電流を流すことで電機子反作用による減磁効果を利用してd軸方向の磁束を減少させることができ,等価的な弱め界磁制御が実現できる。界磁磁束を直接制御する弱め界磁制御と区別して,この制御法を弱め磁束制御と呼ぶ。」

すなわち,厳格には上の定義で使い分ける。しかし,同義として混用する人も居る,というところでしょうか。

参考サイトを紹介いただきありがとうございます。
森本茂雄先生の解説には,
「モータ誘導電圧は速度上昇に伴い増加するため,
電圧飽和後は負のd軸電流を流す「弱め磁束」制御を用いて等価的な「弱め界磁」制御を行う。」
とありますね。

「弱め界磁」とは,元は直流モータの用語で,
電源電圧の制約で回転速度が上がらない時に,界磁を弱めてさらに速度を上げる方法
を表します。界磁巻線のある直流機,同期機では,界磁電流を下げれば界磁は弱まるので,言葉のイメージははっきりしています。
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Qすみませんまた分からなくなってしまいました https://oshiete.goo.ne.jp/qa

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H=(1/2)C3V^2-(1/2){CV^2}
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No.2、No.3さんは
電池のした仕事=エネルギーの変化
として式を組み立てています。

なぜ
熱量H=エネルギーの変化の差分

では計算できないのでしょうか

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>H=(1/2)C3V^2-(1/2){CV^2}
>と計算したら間違いでした。考え方のどこを間違えているのでしょうか

式は「H=(1/2)C(3V)^2-(1/2){CV^2}」の間違いですが、これはコンデンサーの静電エネルギーの「変化分」です。抵抗で発生する熱量ではありません。

>No.2、No.3さんは
>電池のした仕事=エネルギーの変化
>として式を組み立てています。

はい。すべてのエネルギー供給源は電池ですから
 ③電池の供給エネルギー = ①抵抗での熱エネルギー + ②コンデンサーの静電ネルギー増加
になっています。

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> 交流が変圧に有利は理由はなんでしょうか?
直流では変圧は原理的に不可能です。
直流でも「変圧器らしきもの」はありますが電子回路を組み合わせて使っています。テレビやパソコンの内部電源はこの方法で適正な直流電圧を作っています。

> なぜ交流では、変化する磁場が現れるのでしょうか?
電流の流れる方向が変わると磁場の極性(S極、N極)が逆になります。
鉄の棒にエナメル線を巻いて電磁石を作ったことはないですか? これを方位磁石に近づけるとその針が動いたでしょ。そして電池の極性を逆にしたら磁石の針も逆に動いたでしょ。

> 1秒間50回もプラスとマイナスが入れ替わっているというのが、単純に、すごいと思いました。
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> その閉じた系=回路とは具体的にどのぐらいの大きさのエリアでしょうか?
東日本全部です。この地域内のモーターも照明器具も何もかもすべての電気器具がこの50Hzに同期して動作しています。同期とは回数だけでなくタイミングまで合わせることを言います。発電所も同期して運転しています。発電所を同期させておくことで電力輸送が可能になります。すなわち50Hz地域の発電所は全部同期しているのでどこからどこへでも送電が可能です(北海道も含む)。
同様に関西の60Hz地域も全部同期して運転しているのでどこへ送電することもできます。
さらに50Hzと60Hzの境目には周波数変換所があるので現在は全国どこへでも送電可能です(送電線が届いていない離島などは別)。

> 交流が変圧に有利は理由はなんでしょうか?
直流では変圧は原理的に不可能です。
直流でも「変圧器らしきもの」はありますが電子回路を組み合わせて使っています。テレビやパソコンの内部電源はこの方法で適正な直流電圧を作っています。

> なぜ交流では、変化する磁場が現れるのでしょうか?
電流の流れる方向が変わると磁場の極性(S極、N極)が逆になります。
鉄の棒にエナメル線を巻いて電磁石を作ったことはないですか? これを方位磁石に近づけるとその針が動いたでしょ。そして電池の極性を逆にしたら...続きを読む

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③大気圧P_0は、円筒の上からかかっているので、水面に対しても上からかかる力になって、P_0S。

①から③より、つりあいの式は、P_AS + P_0S = ρSl_2g。
両辺をS(≠0)で割って、P_A = ρl_2g - P_0。

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Aベストアンサー

#2です。

お礼への回答
>左辺のρSL2*gは、高さL2の部分に密度ρの水が満たされていて、それによる重力のように見えるのですが、問題では空気Aしか入っていないですよね。ここの部分とAの圧力が、どのように結びつくのかまだよくわかりません。

なるほど。
そこで詰まっていましたか。やっぱりな、とは思いました。

#2に書いてあります
>円筒外の部分にL=0~L2の断面積Sの円筒における力のつり合いを考えると
円筒外、つまり、問題にある円筒とは違う場所に仮想的な円筒を考えています。上は水面、下は深さL2、断面積は適当(仮にs(小文字)とでもしましょう)

この円筒の上下方向に働く力の釣り合いを考えます。
問題にある円筒の外側、としたのですからこの仮想的な円筒の内部は水で満たされています。
ですのでこの円筒内の水に働く重力は体積がs*L2ですから
ρ*s*L2*g
となります。働く方向は当然下方向。
また、上面は大気から大気圧で押されていますので下方向にPo*sの力を受けています。
下面はそこでの水圧を上向きに受けます。水圧の大きさをP(L2)とするとP(L2)*sですね
この3つの力の釣り合いを考えているのです。

じゃあ、上に出てくる円筒外での深さL2での圧力P(L2)が問題にある円筒内の水圧に何か関係あるの?と疑問を持つかもしれません。
そこで知っておかないといけないことが"パスカルの原理"です。

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円筒の内であろうが外であろうが根っこでつながっている限り、同じ高さの部分の圧力は等しくなるのです。
ですから上で使ったP(L2)と円筒内の水面(水面からの高さ-L2)での圧力は同じ高さなので等しくなるのです。

#2です。

お礼への回答
>左辺のρSL2*gは、高さL2の部分に密度ρの水が満たされていて、それによる重力のように見えるのですが、問題では空気Aしか入っていないですよね。ここの部分とAの圧力が、どのように結びつくのかまだよくわかりません。

なるほど。
そこで詰まっていましたか。やっぱりな、とは思いました。

#2に書いてあります
>円筒外の部分にL=0~L2の断面積Sの円筒における力のつり合いを考えると
円筒外、つまり、問題にある円筒とは違う場所に仮想的な円筒を考えています。上は水面、下は深さL2、断...続きを読む


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