発電機容量

発電機容量について、解説する。

発電機容量に関する問題は、電験に限って言えば、あまり出題されていない。

しかしながら、大事な知識ではある。

発電機容量はＳで表記されることが多い。その大きさは下記の式で求める事ができる。

Ｓ＝Ｃ×Ｄ^2×Ｌ×Ｎ

Ｃ：出力係数

Ｄ：固定子内径

Ｌ：固定子鉄心長

Ｎ：回転速度

Ｃ＝k×Ｂ×ＡＣ

Ｂ：ギャップ磁束

ＡＣ：電気装荷（Ａ／m）

発電機容量の考え方が必要になる理由は、発電機を設計する上で必要になるからである。

発電機はできるだけ大きくしたい。単機出力を大きくすると効率が高まり、より経済的となるためである。

スケールメリットとも呼ばれる。

発電機単機の出力が大きければ、台数も少なくできるので、より経済的だ。

発電機設置場所の面積や構造面でも有利。

下記のいずれかを大きくすればよい。

Ｃ：出力係数

Ｄ：回定子内径

Ｌ：固定子鉄心長

Ｎ：回転速度

出力係数を大きくするためには、アンペア導体数を大きくしなくてはいけないが、電圧変動が大きくなってしまう。安定度が低下する。銅損も増え、温度も上がる。

では、ギャップ磁束を大きくしようとすると、鉄心の飽和が問題となる。

次に、回転子内径を大きくすると、遠心力が大きくなる。機械的強度が必要になる。

固定子鉄心長さを大きくすると、冷却が難しくなる。

回転速度を上げると、キャビテーションが問題となる。

これらを考慮して設計する必要がある。