回転電機子形同期機とは？

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回転電機子形同期機とは？

家電を知りたい

回転電機子形同期機って何ですか？

家電製品マニア

これは界磁を固定し、その内側で電機子が回転する構造の同期機のことだよ。

家電を知りたい

回転子側に電機子があるってことですか？

家電製品マニア

その通り。だから、スリップリングとブラシで交流電流の出入りを行わせるんだ。

回転電機子形同期機とは。

回転電機子同期機と呼ばれる家電製品では、界磁が固定され、内部で電機子が回転する仕組みを採用しています。電機子が回転子側にあるため、交流電流の供給にはスリップリングとブラシが使用されます。しかし、回転するスリップリング間の絶縁性や強度、ブラシの集電性能の制限により、高電圧や大電流の機械ではこの方式は適していません。

回転電機子形同期機の構造

回転電機子形同期機の構造は、円筒形の電機子が回転する構造を有しています。電機子は導体棒が円周上に並べられ、これらの導体棒は端部で短絡されています。また、電機子の円周の外側には、円筒形の磁極が設置されています。磁極は界磁コイルを巻いており、これに電流を流すことで磁界を発生させます。この磁界と電機子の導体棒に発生する誘導起電力との相互作用により、電機子が回転する仕組みです。

回転子と固定子の関係

回転電機子形同期機では、回転子と固定子の構造と関係が重要です。回転子は DC電源で励磁されており、固定子は 3相交流電流が流れるように巻線されています。回転子は回転し、固定子を貫く磁界を発生させます。一方、固定子は回転する磁界の中で導電体が動いている電磁誘導の原理により、交流電圧を発生させます。この磁気結合により、回転子と固定子間の電力伝送と変換が行われます。つまり、回転子からの励磁電流が固定子に誘導電流を発生させ、その電磁気的な相互作用によって同期動作が実現されます。

交流電流の出入方法

回転電機子形同期機において、交流電流の出入方法は、電源との接続方法によって決まります。一般的な接続方法は以下のとおりです。

* ブラシとスリップリングを使用する方式スリップリングと呼ばれる円盤型の導体環と、それに接触するブラシを使用して電流を流します。ブラシは機械的に接触するため、速度と電流の変化に影響を受けます。
* 誘導機の巻線を活用する方式静止子側に誘導機の巻線を配置し、それによって磁場を発生させて電流を誘起します。この方式では、ブラシやスリップリングを使用しないため、機械的な摩耗や速度の影響を受けません。

高電圧機や大電流機への適用

回転電機子形同期機は、特に高電圧や大電流を扱う用途に適しています。その高い電圧耐量と、大電流を発生させる能力により、電力網の送配電システムや、高出力のポンプや送風機などの産業用アプリケーションで広く使用されています。また、高電圧の発生に必要な励磁装置が内蔵されており、効率的かつ信頼性の高い運転が可能です。