メニュー

無負荷特性曲線と短絡曲線:発電機の基礎知識5

発電機の基礎知識

更新日:2019年7月5日(初回投稿)
著者:秋田県立大学 名誉教授 穴澤 義久

前回は、三相同期発電機の特性を紹介しました。今回は、同期発電機の無負荷特性曲線と短絡曲線を取り上げます。無負荷特性曲線と短絡曲線は、同期発電機の最も基礎的な特性曲線です。また、同期インピーダンス、および短絡比と特性の関係について解説します。

今すぐ、技術資料をダウンロードする!(ログイン)

1. 無負荷特性曲線と短絡曲線

図1図2は、それぞれ、同期発電機の無負荷試験と短絡試験を示す回路です。無負荷試験では、同期発電機を無負荷のまま定格速度で運転します。短絡試験では、スイッチSを閉じて電機子巻線を短絡しておき、同期発電機として定格速度で運転します。

図1:同期発電機の無負荷試験

図1:同期発電機の無負荷試験

図2:同期機の短絡試験

図2:同期機の短絡試験

無負荷試験で、界磁電流Ifをゼロから徐々に増加しながら、端子電圧(線間電圧)を測定したとき、界磁電流Ifと無負荷誘導起電力E0との関係が得られます。これを無負荷飽和曲線といいます(図3)。

これに対し短絡試験で、界磁電流Ifをゼロから徐々に増加すると、短絡電流ISとIfの関係が得られ、ほぼ直線となります。これを三相短絡曲線といいます(図3)。

図3:無負荷飽和曲線と三相短絡曲線

図3:無負荷飽和曲線と三相短絡曲線

短絡電流ISは、誘導起電力E0に対してほぼ零力率の遅れ電流となり、その電機子反作用による減磁作用により、界磁起磁力の大部分は打ち消されます。このため、磁束は極めて小さくなり、鉄心は未飽和のため短絡曲線は直線となります。

2. 同期インピーダンス

同期インピーダンスZSは、無負荷飽和曲線と三相短絡曲線とから、以下のように求められます。

ZSは、図3に示すように、界磁電流Ifが小さく、飽和の影響が現れない範囲で、ほぼ一定値です。しかし、Ifが大きくなると、飽和の影響により小さくなります。従って、一般的に同期インピーダンスは、E0が定格電圧Vnに等しいときの、界磁電流Ifに対する値を用います。

続きは、保管用PDFに掲載中。ぜひ、下記よりダウンロードして、ご覧ください。

3. 短絡比と特性

保管用PDFに掲載中。ぜひ、下記よりダウンロードして、ご覧ください。

  • セミナー7月
  • 販促_無料出展

ピックアップ記事

tags

  • 特集バナー0708_01
  • 特集バナー0708_02
  • 特集バナー0708_03
  • 特集バナー0708_04
  • 特集バナー0708_05
  • 特集バナー0701_01
  • 特集バナー0701_02
  • 特集バナー0701_03
  • 特集バナー0701_04
  • 特集バナー0701_05
  • 基礎知識一覧