発電機の種類および区別について

質問

発電機の種類に関する質問です。
発電機の種類はどのようなものがあるのですか？
また、その区別はどのような基準にあるのですか？
交流機、直流機それに同期、誘導など色々ありますが、
今ひとつ違い・原理がわかりません。
ぜひ、教えてください。また、発電機に関するわかりやすい
ホームページ、本などありましたら紹介いただけると光栄です。
（永久磁石式多極発電機というものがあるそうですが、
どのようなものでしょうか？）

回答No.3

tocoche · ベストアンサー

発電機は基本的に、コイルのそばで磁石を動かして、コイルに電気を発生させます（電磁誘導の原理）

［それぞれの違い］

交流発電機
・同期発電機：　発電機の基本はこれです。コイルのそばで磁石を回転させ（Ｎ極とＳ極が交互にやってくるようにして）コイルに交流を発生させます。
・誘導発電機：（Ｎｏ．１の補足質問に「電動機」とあるので、そこから）誘導電動機はアラゴの円盤が元になっています。導体円盤のそばで磁石を動かすと、円盤に発生した渦電流（誘導電流）によって円盤が瞬間的に磁石になり、円盤が磁石につられて回転するというやつです。
誘導電動機には磁石はなく、コイルによって回転磁界を作り出し、内部の導体が誘導によって一時的に磁石になって回転します。（「誘導発電機」というものがあることを、本件ではじめて知りました。確かに内部の導体が磁石になりさえすれば発電しますね）

直流発電機
・整流発電機（直流発電機といえば、たいていこれなので、こんな呼びかたはしないけど）：　同期発電機に整流子または整流回路を付けて、コイルに発生した交流を直流（脈流）に変換するもの。　整流子を使うものは、整流子とコイルを一緒に回転させるため、磁石を固定しコイルが回ります（模型用モータを発電機にするとこれになる）　整流回路を使うものは、コイルを固定し磁石が回ります（コイル固定のほうが電線が引き出しやすい）
・単極発電機：　磁界内で回転する円盤から、接触子により電流を取り出す。脈動のない直流を発生できる（一般的じゃないな。電磁誘導でもないし）

お礼

回答ありがとうございます。
すいません、新たな疑問です。
誘導発電機の説明で、内部の導体が磁石になれば発電するとありますが、
これだと同期発電機と同じではないですか？
同期は磁石、誘導は導体と理解してはだめですか？
わかりません。
直流機は同期発電機に整流子をつけたものですか。わかりやすい回答です。
単極発電機は初めて聞きました。電磁誘導でなくて、どうして電気を取り出せるのでしょうか？不思議です。
勉強するのにお勧めの本を教えてください。
お願いします。

回答No.5

tocoche

教えてｇｏｏにログインできなくなって遅れてしまいましたが、Ｎｏ．３　の再質問への回答です。

「誘導発電機の説明で、内部の～　同期発電機と同じではないですか？」について。
「内部の導体が磁石になれば」という一文は、単に「発電機には磁石が要りますね」という話だと思ってください。
では誘導発電機ではどうなのかというと、誘導電動機と同じく磁界の変化により渦電流が発生し、一時的に磁石になります。逆に磁界の変化がないとき（回転磁界と回転子導体の回転速度が一致したとき）は、磁石にならず発電しなくなります。ここが同期発電機と違うところです。（同期というのは、回転速度が一致していることですから）

「同期は磁石、誘導は導体」　そのとおりです。

単極発電機から電気を取り出せるのは、フレミングの法則といわれていますが、フレミングの法則で説明しようとすると、「導体の運動とは何に対する運動か？」とか「無接点無脈動直流発電機は、なぜ作れないのか？」というところにいってしまいます。（私も無接点無脈動直流発電機に挑戦してみましたが、作れませんでした）　やっぱり不思議なものです。

おすすめの本は．．．　モータ／発電機関係の本は何も持っていないですねえ。
モータの説明があるのは、（１９７７年に買った）誠文堂新光社の「テープ・レコーダーとその活きた使い方」ぐらい。これでモータに興味を持ちましたが、あとはジャンク屋でモータ買って回したり分解したりしてました。これじゃ参考にならないですね。

お礼

回答ありがとうございます。
とてもわかりやすくて感服しました。
しかし、単極発電機の話になると、ちんぷんかんぷんです。
いやはや奥が深い。まだ謎の部分があるのですね。
大変参考になりました。
ありがとうございました。

回答No.4

ymmasayan

＃１、＃２のymmasayanです。再質問に回答します。

＞同期は磁石、誘導は導体と理解してよいのでしょうか？

それでいいです。

＞いったいどのように勉強されたのですか？

４０年ほど前に学校で勉強しただけです。専攻は強電です。
それ以後強電の仕事はしたことが無いので専門家は名乗れません。（笑）

＞発電機の勉強に使える参考書等ございましたら、お教えください。

申し訳有りません。最近の本は全く判りません。（汗；；）

お礼

ありがとうございました。
発電機は奥が深いですね。
でも、おかげで同期と誘導の違いが良くわかりました。
参考書は色々探しているのですが、なかなか
わかりやすいのがありません。
もう少し、探してみます。
ありがとうございました。

回答No.2

ymmasayan

まず、話を簡単にするために、若干の前提を置きます。

直流発電機は、外側が磁石、内側がコイルとします。
コイルが回転して、磁石の磁力線（磁束）を切るとこれを妨げるようにコイルに起電力が発生します。この起電力は交流です。ところが、整流子とブラシという仕組みを使って、中では交流、外向きには直流というスイッチングをしてしまうのです。半導体を使って整流する事もできます。

交流発電機は外側に交流が流れています。（三相交流）
三相交流は内部に回転磁界というものを作り出します。（回転する磁石と言える）

その内部に磁石をおいたものが同期発電機、その内部に導体（銅やアルミ）をおいたものが誘導発電機です。

同期電動機は磁石と磁石なので仲良く一緒に回る必要があります。（これが同期の意味。同期がはずれると同期はずれ）中の磁石が回転磁界よりも少し前を行き、回転磁界を引っ張ります。これが発電です。

誘導発電機は遥かに難しいです。外は回転磁界、内側は導体です。誘導電動機の時は回転磁界よりも内部導体の方が少し遅い速度で回っています。導体を速く回すと、導体には回転磁界を引っ張るような電流が流れます。するとこの影響で回転磁界を邪魔する電気が外側に発生します。これが発電です。電気機器の中で誘導発電機が一番難解なので、頭から丸暗記して下さい。（笑い）
誘導発電機の説明は、正直つらいです（汗；；）

余談ですが、誘導発電機は一人立ち出来ません。同期発電機は一人立ちできます。
どういう事かというと、誘導発電機は、他人が作った回転磁界がないと発電できないのです。それに比べ、同期発電機は、自分だけで発電できます。

下記ＵＲＬも参考にして下さい。

参考URL：

http://contest.thinkquest.gr.jp/tqj1998/10157/word/txt11052.htm

お礼

回答ありがとうございます。
同期は磁石、誘導は導体と理解してよいのでしょうか？
確かに導体と（電流の流れていない）コイルの間には、磁界が発生しないですから、誘導は一人立ちできないのですね。
また、同期は自身で磁力を持つために、一人立ちできるのですね。
ありがとうございます。
いったいどのように勉強されたのですか？
発電機の勉強に使える参考書等ございましたら、お教えください。

回答No.1

ymmasayan

発電機より先に電動機を考えてみましょう。
直流電動機、交流電動機（同期電動機、誘導電動機）が有ります。
これらの電動機をその回転速度よりも速い速度で外からまわしてやるとすべて、発電機になります。（同期電動機だけは、早くまわせません。少し進んで回るだけです）

電動機と発電機の関係は下記ＵＲＬをご覧ください。

永久磁石式多極発電機というのは永久磁石の極数が２でなく２の倍数になっていると思います。こうするとあまり早く回さなくても、周波数の高い交流が得られると思います。

参考URL：

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=91936

補足

回答ありがとうございます。
質問がわかりにくくてすいません。
知りたいのは、直流機・交流機（同期電動機、誘導電動機）の違いです。
どこが違うのですか？回転速度より速い速度で回すと発電するのは、
イメージでわかるのですが・・・。また、なぜ同期発電機は早く回せないのでしょう。
原理が少し違うからと思うのですが、よくわかりません。
そこのところを詳しくお願いします。