2005 Fiscal Year Annual Research Report
逆相分磁界と永久磁石を用いるハイブリッド励磁形単相同期発電機の開発研究
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16560263
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| Research Institution | Kanazawa Technical College |
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Principal Investigator |
直江 伸至 金沢工業高等専門学校, 電気情報工学科, 教授 (00249781)
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| Keywords | ブラシレス同期機 / 回転機 / ハイブリッド励磁 / 永久磁石 |
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| Research Abstract |
1.逆相分回転磁界を考慮しない等価回路と2次元非線形有限要素法
逆相分回転磁界を考慮しない等価回路における回路定数の測定方法を検討した.ハイブリッド励磁形単相同期発電機のリアクタンスは,直軸同期リアクタンスと横軸同期リアクタンスに分けられ,磁気飽和に影響を受けるのは,直軸同期リアクタンスである.そこで,磁気飽和を考慮した直軸同期リアクタンス値を求めた.また横軸同期リアクタンスは磁気飽和の影響が少ないため,同期機の逆励磁法で求めた.これらの同期リアクタンスを等価回路に代入して負荷と端子電圧を算出した.
2次元非線形有限要素法を用いてハイブリッド励磁形単相同期発電機の磁束線図を計算した.ギャップ磁束の解析では,永久磁石界磁および巻線界磁を別々に解析し,その両者を固定子側で単純加算した.
2.試作機を用いた実験
上記の内容を実証するために,0.5kVA,2pのハイブリッド励磁形単相同期発電機の試作機を用いて実験を行った.直軸同期リアクタンスは同期速度試験で負荷電流と端子電圧を測定して各負荷電流のリアクタンスを測定した.そのリアクタンスを多項式で定式化した.横軸同期リアクタンスは,逆励磁法を行い算出した.この実験により等価回路定数がすべて求めることができた.
負荷試験では,一定の負荷を発電機に与えて,界磁電流による端子電圧の変化を測定した.また,負荷電力と端子電圧の関係を測定して,端子電圧を一定にするための励磁特性を測定した.以上,実験より,ハイブリッド励磁形単相同期発電機においても界磁電流により容易に端子電圧が制御できることを実証した.
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