電気って、美しい

身近ではあるが分かりにくい電気の世界を理解する。電験2種の取得を目指しがんばるブログ。電験3種・2種の知識を整理していきます。

【機械】同期機

同期発電機

同期発電機の起電力

 同期発電機の起電力の大きさEは、次式で表される。

E = 4.44kfNΦm [V]

ここで、

 k:巻線係数

 f:周波数 [Hz]

 N:1相あたりの巻数

 Φm:1極あたりの磁束 [Wb]

同期発電機の出力

 3相分の出力P3は、次式で表される。

P3 = VEsinδ/xs [W]

ここで、

 V:発電機の端子電圧 [V]

 E:誘導起電力 [V]

 δ:相差角

同期電動機

 同期電動機は始動トルクをもたないため、制動巻線を取付けるなどいくつかの始動法がある。

【大人の社会科見学】直流発電機による電気事業

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 ここは横浜・関内です。勉強する気が起きないので、気分転換に散歩してきました。横浜ベイスターズの本拠地である横浜スタジアムがあり、官公庁の施設もあるこのエリアは、飲み屋さんや食欲をそそる飲食店が数多くあります。中華料理、タイ料理、ベトナム料理、・・・など、いろんな国の料理が堪能できます。ちょっとした旅行気分を味わうことができるのが、ここ関内の魅力の一つだと思います。緊急事態宣言は解除となりましたが、そそくさと歩いていると街中にこんなものを見つけました。

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 なんと、昔は直流発電機でつくった電気を送り届けていたのですね。しかも、この形の発電機は、かの有名なエジソンが発明したものだとか・・・思いがけず、直流発電機のよいリマインドになりました。

【機械】誘導機

誘導電動機

誘導電動機の種類

 誘導電動機の種類は、これくらいを知っておく。

かご形誘導電動機

・普通かご形

・高抵抗かご形

・特殊かご形(深溝形・二重かご形)

巻線形誘導電動機

誘導電動機の滑りの定義

 誘導電動機の滑りsは、次式で定義される。

s=Ns-N / Ns

Ns:同期速度 [rpm]

N:回転子の回転速度 [rpm]

つまり、滑りは「同期速度分の同期速度と回転子の回転速度との差」と覚える。

 よって、回転子の回転速度Nは、

N=Ns(1-s)=120f/p × (1-s) [rpm]

である。

誘導電動機の入力と出力の関係

二次入力:二次銅損:電動機出力=1:s:1-s

 この関係は、2次側の回路を描き、等価変換していくと導ける。

(メモ:最初の回路では、2次回路の電圧はもとの電圧E2のs倍、2次回路のリアクタンスはもとのリアクタンスx2のs倍、抵抗はそのままr2として、2次側に流れる電流を求める。)

誘導電動機のトルク

 電動機出力Po=ωT [W]であるから、

T = Po/ω = P2(1-s)/ωs(1-s) =P2/ωs

つまり、誘導電動機のトルクは「同期速度分の二次入力」の形でも求められる。

誘導発電機

 誘導発電機の滑りsは、負の値となる(s<0)。

なお、誘導発電機は励磁電流の供給を受ける必要があるため、単独運転ができない。

【機械】直流機

直流発電機

誘導起電力の大きさはE=pzΦN/60a

 これは導出過程を理解し、最終的には覚えてしまうとよい。

a:並列回路数(重巻き・・・a=p,波巻き:a=2)

p:磁極数

z:電機子の全導体数

Φ:磁束の大きさ [Wb]

N:回転速度 [rpm]

導出の前に・・・フレミング右手の法則e=Blv(バ・ル・ブ)を思い出す

 理論で出てきた「フレミング右手の法則」が再び登場。

これは発電機を考えるときに使う法則で、起電力の向きを表す法則である。

右の以下の指が指す方向は・・・

・中指:起電力

・人差指:磁束

・親指:運動の向き

を表す。

ということで・・・誘導起電力の大きさは

E=z/a × e

 =z/a × pΦ/πDl・l・πDN/60

 =pzΦN/60a

(いー・いこーる・ろくじゅう・えー・ぶんの・ぴー・ぜっと・ふぁい・えぬ)

 

続いては・・・

直流電動機

発生するトルクの大きさはT=pzΦIa/2πa

 これも導出過程を理解し、最終的には覚えてしまうとよい。

a:並列回路数(重巻き・・・a=p,波巻き:a=2)

p:磁極数

z:電機子の全導体数

Φ:磁束の大きさ [Wb]

Ia:電機子電流 [A]

今度は導出の前に・・・フレミング左手の法則F=BIl(ビル)を思い出す

 右手に続き、これまた理論で出てきた「フレミング左手の法則」が再び登場。

これは電動機を考えるときに使う法則で、力の向きを表す法則である。

左の以下の指が指す方向は・・・

・中指:電流

・人差指:磁束

・親指:力

を表す。

ということで・・・発生するトルクの大きさは

T=z × F・D/2

 =z × pΦ/πDl・Ia/a・l × D/2

 =pzΦIa/2πa

(てぃー・いこーる・に・ぱい・えー・ぶんの・ぴー・ぜっと・ふぁい・あいえー)

ブログはじめました。

 ステイホーム、テレワークを受けて家にいる時間が増えたので、はじめてみました。

 今年こそは電験2種に合格します!

 同じく電験取得を目指す方々へ少しでもお役に立てればと考え、各分野のテーマごとに知識を整理していきます。

  一緒に頑張りましょう!

 

そうは言ったものの・・・

 投稿が滞っていました。約1年経って再開しました。果たして、これでブログ歴1年と言えるのか・・・

 それはさておき、そろそろ電験の申込みの時期ですね。電験の勉強も頑張ります!そして、恥ずかしながらできればこのブログの収益化というか、お小遣い稼ぎができればと考えております。

 

フッターに追記しました!

 第一歩として、プライバシーポリシーと免責事項を調べて、自分なりに書いてみました。