コアレス発電機のトルク脈動について

質問

手づくり発電機に興味を持ちコアレス発電機を作成しており、ある程度完成の目処がたちました。そこで性能テストをしたいのですが、テスト方法について質問があります。

発電機基本性能としては・・・
　３φ３W　８０V（１２００ｒｐｍ時）　？？A
　１２極（１２×２のローター挟み式）ネオジム磁石、９コイル（φ０．６、１００回巻き）
　端子間抵抗５．４Ω（R-S、S-T、T-R各々）
となります。

電圧については、端子間無負荷時のテスタ計測したもので、電流については端子間計測してしまうと短絡電流という結果が出ると思うのですが、トルク脈動がひどく、回転が非常に重くなります。

質問１
この短絡電流というのは、極間抵抗５．４Ωの閉回路電流という解釈で良いのでしょうか？
質問２
短絡回路でトルク脈動がひどいということは、無負荷に近づける（高抵抗化）と脈動が緩和されるのか？
質問３
この発電機の出力計算をする際、スター結線方式の計算式　
P=√３×V（線間電圧）×I（線電流）×cosθ
を採用できるのか？

以上、よろしくお願いいたします。

回答No.2

foobar · ベストアンサー

トルク脈動があるというのは、軸を回した時に均一の重さで回らず、回すのに必要な力が波打つ（極端には、通電したステッピングモータを無理に回した、カクカクした感じ）状態です。
均一に軸が重くなるのは、発電機に適切に負荷がかかっている状態かと思います。
トルク脈動がある場合には、発電機の出力電力も波打ちます。（出力≒回転数＊トルクで、トルクが波打つので。）

お礼

均一な負荷がかかった状態ということが分かって、良かったです＾＾
ありがとうございました。

回答No.1

foobar

１．端子すべてを短絡して電流測定をしているなら、端子間の抵抗を通じて短絡された閉回路の電流、と考えて良いかと思います。ただし、電流や電圧を評価する際にY接続１相分といった等価回路を使うでしょうから、抵抗もその等価回路に適合した値に換算する必要があるかと思います。
2. 負荷電流が下がれば、それに応じてトルク脈動も下がるかと思います。
3. トルク脈動があるという事は、電流や電圧が正弦波になってないでしょうから、P＝√3VIcosΦの式は使えないかと思います。また、このように出力を計算するときには、ある負荷をつないだ時の電圧と電流から計算する必要があります。

補足

ご回答ありがとうございます。
補足的な疑問なのですが、トルク脈動とは正弦波ではない時に起こるという解釈なのでしょうが、実際にはどのような現象なのでしょう？
というのも、コギング的なガクンガクンとした回転ではなく、単に回転が均一に重くなるのですが、これがfoobarさまの言われるトルク脈動と解釈してよろしいのでしょうか？

こんな質問をするのも、正弦波に近い波形は出ているのではないかと推測していたものですから・・・オシロで計測したわけではないのですが。