直流発電機

皆さん、こんにちは、タンです。

今日は、直流発電機について学習いたします。

1.直流発電機とは、外の力を受けて、直流の電気を作る発電機を直流発電機です。

2.直流発電機の構造は直流電動機と同様です、固定子と回転子とからなる。固定子は界磁、継鉄などによって、回転子は、電気子、整流子によって構成されています。

3.直流発電機の原理
直流発電機はフレミング左手の法則により、導くことができます。
親指を導体の運動方向、人差し指を磁界の向きに合わせると、中指は誘導起電力の向きを示す。

4.直流発電機の種類
直流発電機は、界磁を作る方法により、他励磁、自励磁分巻式、自励磁直巻式、自励磁複巻式があります。
他励磁と自励磁分巻式では、界磁回路と電気子回路と並列で、自励磁直巻式と自励磁複巻式では、直列接続する。

「直流発電機の原理」

5.電気子(回転子)の巻線
巻線法には重ね巻と波巻といい巻方があります。
a.重ね巻
重ね巻は初めてのコイルの巻き終わりに、次のコイルの巻き始めと重ねて、整流子片につなげて、次々に接続していく巻き方です。
b.波巻
波巻は波形にコイルを収めていく方法です。

6.直流発電機の起電力

発電機の誘導起電力:E(V)
磁極数:p
電気子の全導体数(個入りの数):Z
1極当たりの磁束:Φ(Wb)
回転速度:N(min-1)
並列回路数:a

7.例題
直流発電機の損失は、固定損、直接負荷損、界磁回路及び漂遊負荷損に分類される。
定格出力50(kW)、定格電圧200(V)の直流分巻発電機がある。この発電機の定格負荷時の効率は94%である。この時の発電機の固定損(kW)の値としては、最も近いのは次のうちどれか。
ただし、ブラシの電圧降下と漂遊負荷損は無視するものとする。また、電気子回路及び界磁回路の抵抗はそれぞれ0.03(Ω)及び200(Ω)とする。
a. 1.10 
b. 1.12
c. 1.13
d. 1.30

解答.
発電機の効率(η:イータ)公式:η=Po/Pi
よって、Pi=Po/η=50/0.94=53.19(kW)
固定損+回路損=Pi-Po=53.19-50=3.19(kW)
回路損は、電気子抵抗損失(Pa)と界磁抵抗損失(Pf)です
電気子抵抗損失Pa:Ia2Ra (W) (1)
界磁抵抗損失Pf:If2Rf (W) (2)
Po=50kW, V=200 V →端子電流I=Po/V=50.1000/200=250(A)
If=V/Rf=200/200=1(A)
ので、Ia=I + If = 250+ 1 = 251 (A)
(1) (2)に代入すると、
Pa=251 x 251 x 0.03 = 1890 (W)
Pf=1 x 1 x 200 =200 (W)
それで、回路損=Pa+Pf = 1890 + 200 = 2090 (W) = 2.09 (kW)
最後、固定損は:3.19 - 2.09 = 1.1 (kW)
答えは1です。

今日、直流発電機を学習しました、ありがとうございました。