交流電流を得る
伝統的な意味での交流は、調和的に変化する (正弦波) 交流電圧から得られる電流です。交流電圧は発電所で生成され、壁のすべてのコンセントに常に存在します。
交流は電圧が上がりやすいため、長距離の送電にも使われます。 変圧器を使ってしたがって、電気エネルギーは最小限の損失で長距離を伝送し、変圧器の助けを借りて家庭用ネットワークに許容できる値に戻すことができます。
交流電圧（したがって電流）が生成されます 発電所で産業用発電機の AC ドライブは、高圧蒸気によって駆動されるタービンによって駆動されます。蒸気は、発電所の種類に応じて、核反応または化石燃料の燃焼によって発生する熱によって強く加熱された水から生成されます。いずれの場合も、オルタネーターの回転が交流電圧と交流電流の形成の原因となります。
発電機がどのように形成されるかという質問に答えるには 交流電流、同時に思い出しながら、ワイヤーと磁石で構成される基本モデルを考慮するだけで十分です。 ローレンツ力 と 電磁誘導の法則...テーブルの上に長さ10 cmのワイヤーがあり、手にはワイヤーよりわずかに小さいサイズの強力なネオジム磁石があるとします。高感度の検流計またはダイヤル電圧計をワイヤーの端に取り付けます。
いずれかの極を備えた磁石を 1 cm 未満の距離でワイヤに近づけ、ワイヤを通して左から右に素早く磁石を引っ張ります。磁石の磁場でワイヤを横切ります。 。検流計の針は突然ある方向に振れ、その後元の位置に戻ります。
もう一方の極をワイヤーに向けて磁石を回転させます。そして再び、手を左から右に動かし、磁場のある実験用ワイヤーを素早く横切ります。検流計の針は反対方向に急激に振れ、その後元の位置に戻りました。磁石を反転する代わりに、最初に左から右に移動し、次に右から左に移動しても、生成される電流の方向を変える効果は同じになります。
実験の結果、交流電圧を得るには、ワイヤー上で磁石を左右に動かすか、磁極が交互になるワイヤーを横切る必要があることがわかりました。発電機の中 発電所で (そしてすべての従来のオルタネーターでも) 2 番目のオプションが適用されます。
発電機の動作原理 ～交流起電力（電圧）を得る～
AC正弦波電圧
発電所のオルタネーターはローターとステーターで構成されます。回転するタービンの機械エネルギーはローターに伝達されます。ローターの磁場はその極部分に集中しており、ローターに取り付けられた永久磁石、またはローターの銅巻線に流れる定電圧電流によって生成されます。
通常、固定子巻線は互いに関連して配置された 3 つの別個の巻線で構成され、その結果 3 つの巻線のそれぞれに交流電圧と電流が発生します。電圧の位相は互いに 120 度ずれています。これを三相交流といいます。
三相交流の電圧と電流を求める
2 つの磁極を備えた発電機の回転子は 3000 rpm で回転し、固定子巻線の各相が 1 秒あたり 50 回交差します。そして、磁極間にはゼロ点、つまり磁場の誘導がゼロになる場所があるため、ローターが完全に回転するたびに、コイルに誘導される電圧はゼロを通過し、極性が変わります。その結果、出力電圧は 正弦波形状 周波数は50Hzです。
AC 電圧源が負荷に接続されると、回路内に AC 電流が生成されます。ステータの電圧と最大許容電流が高いほど、ロータの磁界は強くなります。回転子の巻線に流れる電流が大きくなります。外部励磁を備えた同期発電機では、ローター巻線の電圧と電流は、サイリスタ励磁システムまたは励磁機 (主発電機のシャフトにある小型発電機) によって生成されます。
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