直流機と同期機の違い

質問

直流機と同期機の違いについて、原理の違いと、構造の違いの２つに分けて調べていたのですが、出力が直流か交流かの違いくらいしかわかりませんでした。どちらの界磁装置も直流だし、よくわかりません。この２つについてどちらでも構わないので教えてください！！

回答No.2

eiectron · ベストアンサー

質問の様子では、本当の基本が知りたいようですので、お話します。見当違いでしたら、ごめんなさい。
　科学知識は、用語を作り、コミニュケイションをとる事は、５感による曖昧用語（感情が入りますから意味が広く曖昧、政治討論で分ると思います）と違い、意味が1つでハッキリ言葉と認識しておきましょう。だから、他国の人でも言葉のニューアンスなどと言う、違いは生じません。
　だから、科学の勉強は、言葉の定義（取り決めた意味）を知ると全て分かるのです。数式も。記号も。
と言う事で、お話します。
　直流とは、直流電圧と直流電流があります。
　直流電流とは、電流が電線を一方向に流れ続けて逆方向に流れない電流の事。流れる量が変化しても、一時途切れても（後で脈流という用語作って増やした）直流電流に入ります。
　この直流電流を流す原因になる、加える電圧が直流電圧です。
　直流発電機、乾電池、蓄電池（バッテリー）・・・がこれです。

　交流とは、電圧と電流があり、電線を左右交互に方向転換して流れる電流、それを流す電圧の事につけた言葉です。

　モーターと発電機、は基本的に同じ構造をしていて、モータにも発電機にもなります。余計でしたか。
　自転車の発電機は、脚力で回している時は、発電機ですし、外から電流を流し込んでやると、モーター（電動機）になります。

　直流電圧、電流を用いてモ－ターや発電機にした回転機をひっくるめて、直流機、交流を使ったモーターや発電機をひっくるめて、交流機。と言います。

　交流機の中に、誘導電動機、と同期機とい用語があります。なぜ同期とつけたかが問題点です。同期の意味を知るとよい事は最初に話した通りです。時間的に同時に動くと言う事は、想像できすね。

　長くなりますから、モーターについてお話して終わりにします。
　モーターの原理は、一般の人にわかりやすく、言うと
磁石のＮ極とＳ極が吸引し合う自然現象を利用したものです。これ1つきりで、博士も小学生も共通の覚え方をします。
　但し、天然の磁石は弱まります。ただエルステッド教授が、電流が磁力線を作って磁石と同じ作用を示す事を発見してから、現在は、鉄にコイルを巻いて電流を流し、磁力を一定に保ったり、変化させたりして、電磁石や、モーターや発電機を作っています。

　直流機は、交流でない事は分かりましたね。
交流電動機、交流発電機に同期電動機、同期発電機と言う名をつけた動作の回転機がありますが、モーターだけにします。
　外枠のステーター（固定子）の突起に巻いたコイルに交流電流を流すと、単相交流と言って、家庭に２本線で入って来ているのと同じ物を使っても界転磁界を作れますが、誤解の元になりますので、ここでは除外し、３相交流を使ったモーターについてお話します。
　電柱の上に走っている３本の送電線から束にして屋内に導いた（勿論電圧はトランスで下げたもの）、３相交流といって、単相交流が時間的に１山づつづれた（周波数、大きさは３っとも同じ）３っつの交流電流を、電動機の外周のステーターの突起に（または溝に）巻いたコイルに流してやると「回転磁界」といって、目の見えない透明な１個の、Ｎ極とＳ極をもった一定の強さの馬蹄形磁石が、外回りを一定の速さで回転して行っているのと全く同じ現象が起きる事を人間の知恵が、計算して突き止めたのです。
　これを回転磁界といいます。
　それで、モーターのシャフトをつけた回転子の鉄の方に、コイルを巻いて、直流電流を流しＮ極とＳ極を持つ一定の強さの磁石を作ってやると、透明なＮＳの回転磁界（回転磁石）にくっいて、遅れることなく、同時にくっついて回転していく事が出来ると言う事から、同期電動機と命名したわけ。これが同期の意味。
　誘導電動機は回転磁界から遅れながらついて回転しますから、同期になりません。

回答No.1

GTAC

電気機器の教科書または電気工学ハンドブックをまずご覧下さい。また東京電力のHPにはインターネット講座（アニメ）がありますので一度ご覧になってください。

直流機と同期機の原理は同じで、
「磁界に直交した電流を流すと電流に直交した方向に力が働く」（モーターの回転する原理）
「磁界のなかで導体を運動させると電流が発生する」（発電機の原理）
です。
直流機の場合、界磁（大抵は固定子）で一定の磁界を発生し、回転子に電機子電流を流しますが、回転子が回転しつづけるためには電機子電流の方向を回転角度に応じて切り替えることにより常に同じ方向に力が発生しつづける必要があります。これを行うために整流子（コミュテータ）がついています。整流子では180度回転する毎に電流の断続が起き、界磁に流れる電流方向を反転させます）

同期機の場合、界磁（大抵は回転子）と直交するのは固定子（電機子）に発生している回転磁界です。
同期機は１２０度づつ機械的に位相がずれた3相の電機子コイルに時間的に１２０度づつずれた三相交流を流すと、固定子が見かけ上NS極が一定速度（同期速度）で回転していることになります。この固定子の磁界と界磁の磁界との相互作用で（同期速度に等しい回転速度で）回転子がまわります。
回転界磁型の同期機は回転軸に直流を供給するためにスリップリングがついていますが、このスリップリングでは電流の断続は行いません。

以上のように直流機では直流の断続という技術的限界から大型化が困難です。

参考URL：

http://www.tepco.co.jp/kouza/index-j.html

補足

直流機の問題点が「直流の断続」とは知りませんでした。ありがとうございました。あと補足なんですが、結局は同期機も直流機も構造は同じなんでしょうか？巻線について『直流機は単相しかいらず、同期機は単相、三相どちらもある』であっているでしょうか。どことなく理解違いしているようで・・・。