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発電機

  • 2019年5月7日

鎖交磁束関係式のd-q-0変換

「発電機巻線と鎖交磁束の関係式」で導出したインダクタンスの式を$d-q-0$変換し、発電機の挙動を$d-q-0$成分量で表すための式をまとめる。 変換行列の書き換え 鎖交磁束関係式の変換の計算をより簡潔に行うための準備として、変換行列の書き換えを行う。 $d-q-0$変換の変換行列$\boldsymbol{D}(t)$および逆変換行列$\boldsymbol{D^{-1}}(t)$は、「パーク変換 […]

  • 2019年4月26日

水力発電所の計算における基本式

ベルヌーイの定理 完全流体(粘性のない流体)の流れについて、エネルギー保存則より、下記の式が成り立つ。 $$\begin{align*}H+\frac{v^2}{2g}+\frac{p}{\rho g}=\mathrm{const} ・・・(1)\end{align*}$$ $(1)$式の左辺の各項は流体のエネルギーを高さに置き換えたものであり、それぞれ位置水頭、速度水頭、圧力水頭という。 $(1 […]

  • 2019年4月24日

発電機巻線と鎖交磁束の関係式

本記事では、発電機における電圧の関係式であるパークの方程式に続き、発電機の挙動を表す上で重要な発電機巻線の鎖交磁束の関係式について考える。 発電機巻線の鎖交磁束関係式 電機子巻線 図1の発電機の基本回路において、電機子巻線の鎖交磁束と電流について、下記の式が成り立つ。 図1 発電機の基本回路 $$\begin{align*}\left(\begin{array}{c} \it{\Psi}_a\le […]

  • 2019年4月22日

パークの方程式の導出

本記事では、発電機の電圧と電流の関係を表現するパーク(Park)の方程式を導出する。 発電機の三相電気量における基本式 発電機の基本回路 図1に発電機の基本回路を示す。同図において、電機子$a-b-c$相巻線は$\displaystyle{\frac{2}{3}\pi}$ずつずれて配置されている。 一方、界磁においては界磁巻線と制動巻線の回路を考慮する。 界磁巻線には励磁のために外部の電源電圧$E […]

  • 2019年4月1日

パーク変換法の導入 ~d-q-0成分への変換~

発電機は回転機であるゆえ、電圧・電流・磁束といった局所的な物理量は時間変化し、静止的な三相電気量を扱う$a-b-c$座標系ではその現象を把握しにくい。このため、本記事ではパーク変換法という座標変換法により、系統の他の機器と同様に発電機を静止的座標系における回路として扱う方法を導入する。 発電機の基本構造 図1に三相同期発電機(二極機)の基本構造を示す。発電機は界磁(回転子)と電機子(固定子)から成 […]

  • 2019年1月21日

タービン発電機の特徴

火力発電所および原子力発電所におけるタービン発電機について。参考として水車発電機についても説明する。 火力タービン発電機 (出典:三菱日立パワーシステムズ) 回転速度 回転速度は3000[min-1]@50Hz、3600[min-1]@60Hzと高速。 軸の設置方向 横軸型。回転速度が速いことから、軸方向に細長い構造となっており、軸受にはスラスト軸受が採用される。 主軸の材料 小容量機では炭素鋼、 […]

  • 2019年1月21日

タービン発電機の冷却方式

火力発電所向け大容量タービン発電機の冷却方式に採用される水素冷却方式、水冷却方式について。 水素冷却方式 採用の理由 ・火力用タービン発電機はほとんどが2極の高速機であり、風損による効率低下が問題となる。水素は密度が空気の7%ときわめて軽いため、通風損失や回転子摩擦損が空気に比べて10%程度となり、効率が1~2%向上する。 ・水素の比熱は空気の14倍であるから、冷却効果が向上する。 ・水素は不活性 […]