電験三種 同期電動機のベクトルについて

質問

いつもお世話になります。

電験三種の勉強をしているのですが以前にも同期電動機について質問させて頂きましたがまだ理解が出来ていないので、今一度質問させて頂きます。

同期電動機のベクトルについてなんですが、電動機の端子電圧vを基準にベクトルを書いた場合、誘導逆起電力Eは180°進んだ(遅れた)向きになりますよね？その電動機に負荷がかかると負荷角δだけEが遅れてvに対して180°-δだけ進んだ向きとなる。
(1) ここまで正しいでしょうか？
その場合、合成起電力v+Eは必然的に90°>0°の間に位置する事になりますよね？
(2) ここまで正しいでしょうか？
上記の場合電機子電流Iは合成起電力v+Eによって流れ、同期インピーダンスZ(r=0として)によってv+Eから90°遅れた方向になる。
上記の理解はあっていますか？

回答No.1

veryyoung · ベストアンサー

合成起電力 v+E の方向は、0°から90°までとお考えのようですが、0°から180°まであり得ると思います。　その説明は、ご記載の文面を取り入れて、以下のように記述できそうです。

無損失同期電動機を仮定する。端子電圧 v を基準にベクトルを書いた場合、誘導逆起電力 E は 180°の向きになり、負荷がかかると負荷角δだけEが遅れ、( 180°-δ) の向きとなる。電機子電流 I は合成起電力 v+E によって流れ、同期インピーダンス jx によって v+E から90°遅れた方向になる。

無負荷において、界磁電流を増やして、abs(E) > abs(v) とすれば、v+E のベクトルは、180°方向を向き、逆に界磁電流を減らして、abs(E) < abs(v) とすれば、v+E のベクトルは、0°方向を向く。電機子電流 I は、それぞれの場合に対応して、進み 90°および遅れ 90°方向を向く。　（同期調相機）

負荷を掛けると有効電流が流れるが、界磁調整による正負無効電流と加算すると、I の範囲は、複素平面の右半面だと推測できる。それは、 v+E の範囲が複素平面の上半面であること（ベクトルが　0°から180°方向）を意味している。

--- 回答が無いようなので、適任では無さそうですが、記述してみました。　不可解な点があればご指摘ください。

お礼

御回答ありがとうございます。

同期電動機に関してひっかかっていた疑問がスッキリしました。
同期電動機で力率を調整出来るというのはそういう原理なんですね。
よく理解できました。