同期 発電機

発電機はもともと、モーターの逆の原理で、同期発電機は界磁の作る磁界が電機子巻線を横切る回転速度に同期した電力を発電する交流発電機です。

他に誘導発電機があります。

同期発電機は誘導発電機に比べ、系統投入時の突入電流負荷が小さく、力率の調整が可能で周波数が一定であれば定速度で運転が可能であり回転系の耐振動設計が楽という特徴があります。

同期発電機は原理的に周波数が回転数によって決まるため回転速度がもし同期速度より低下すれば周波数が低下する。

よって発電機が電力系統の中に接続され、他の発電機と並列に使用されている場合には運転できなくなる。

したがって同期発電機では原動機の速度がつねに同期速度を保つように構造上制御されなけれぱならない。

発電電圧は回転速度と磁束の積となるから、磁束すなわち界磁を変化させれぱ電圧が制御できる。

逆に一定界磁で運転すれば出力電圧により回転速度を検出することもできる。

このような目的に作られた小型の発電機を速度発電機という。

実際の同期発電機では電機子コイルは固定され、事業用のものでは3相化されている。

磁極は回転し、特殊のものを除いて、外部からスリップリングを介して励磁される。

したがって同期発電機で発電する場合には回転力以外に直流の励磁電源が必要であり、

発電機軸に別の直流発電機（励磁機）を設けたり、他の電原から励磁（整流器励磁）したりする。

小型のものでは永久磁石が用いられることもある。

同期発電機は界磁に電磁石を用いた電磁石同期電動機と、界磁に永久磁石を用いた永久磁石同期発電機の２種類があります。電磁石同期電動機は大容量のものが製作可能で、界磁電流を変化させることによって、力率を変化させることができます。界磁励磁のための電源回路と付帯装置が必要で高価になります。

一方、永久磁石同期発電機は、界磁励磁のための電源回路が不要な事、

また外部の電源回路から回転界磁に電流を導くためのスリップリングやブラシなどの電気的接点が必要なく、

構造が簡単で構造上保守点検が容易である。

永久磁石はその原理から電磁石に比べ起磁力を強くすることができず、励磁電流の加減による無効電力の調整も不可能で、そのため、構造上比較的小型の同期発電機に採用されています。