同期発電機の誘導起電力、並列運転

質問

こんにちは。
同期発電機について勉強をし始めたばかりの者です。

交流発電機の起電力の波形は正弦波が理想とありました。
確かにイメージとしては正弦波に近い方が安定してると思えるのですが、詳しく考えるとなぜ正弦波が理想になるのでしょうか？？
また、これは同期電動機でも同じことが言えますか？（逆起電圧）

そして正弦波形に近づけるには分布巻を使用すること、とありました。
発電所では並列運転だとは思いますが、現在発電所で使われている発電機はやはり分布巻が多いのでしょうか？
並列運転するための条件や同期化力などにも関係してくるのでしょうか？

ご教授お願いしますm(_ _)m

回答No.2

foobar · ベストアンサー

正弦波が理想
たとえば、磁界を使って具体例を示すと、
中心軸がX軸方向とY軸方向の二つのコイル（同じ大きさ、同じ巻き数）をおいて、それぞれにIm*sin(wt),Im*cos(wt)の電流を流すと、
大きさが一定で、角速度wで回転する回転磁界になります。
（逆に、大きさ一定、角速度一定で回転するものを投影すると、正弦波状になります）
というぐあいに、回転する場をつくる（発電機や電動機に使う）のに正弦波は非常に都合が良いです。
（電流がひずむと、回転ベクトルの大きさや角速度が変動します。これは、たとえば回転機だとトルクの脈動や、損失増加、振動の発生などにつながります）

お礼

わかりやすくありがとうございましたm(_ _)m

回答No.1

goofeegooo

> 起電力の波形は正弦波が理想
歪んだ起電力波形=高調波成分を含む波形ですが，高調波成分は出力に寄与しません。
トルクは誘起電圧×電流で求められますので，
誘起電圧E(t)=sin(kt), k=1,2,3,...
電流I(t)=sin(t)
として，区間[0,2π]でE(t)I(t)をtで積分してみてください。

> また、これは同期電動機でも同じことが言えますか？
基本的には変わりませんが，電圧を有効に利用するために3次成分を入れることはあります。

> 正弦波形に近づけるには分布巻を使用すること
集中巻でも磁気回路の設計次第で正弦波状にすることは可能です。
発電所で使用されているものについてはごめんなさい，不案内なため分かりかねます。

お礼

ありがとうございました。
発電所で使用されている発電機についても頑張って調べてみます。