| 研究概要 |
1.逆相分回転磁界を考慮しない等価回路と2次元元非線形有限要素法の連成
逆相分回転磁界を考慮しない等価回路と磁気飽和を考慮した2次元非線形有限要素法を連成してハイブリッド励磁形単相同期発電機の特性計算を昨年に引き続き実施した.2次元非線形有限要素法により,無負荷起電力を算出する方法を見出した.永久磁石発電機モデルと巻線界磁発電機モデルごとに端子電圧を計算後,両者の値を合算することにより端子電圧を求めた.試作機で検証した結果,実計算値と実測値とほぼ一致した.したがって,無負荷端子電圧を有限要素法で計算した結果を等価回路に代入することで負荷時の特性も計算できる.
2.試作機を用いた実験
0.5kVA,2極のハイブリッド励磁形単相同期発電機実験セットを用いて無負荷における界磁電流と端子電圧の特性および負荷力率が1.0の時の負荷電流と端子電圧の特性を測定した.無負荷における界磁電流と端子電圧の特性は上記の永久磁石発電機モデルと巻線界磁発電機モデルから求められる計算値と実測値とを比較して結果,ほぼ一致した.負荷力率が1.0の時の負荷電流と端子電圧の特性では,逆相分回転磁界による界磁電流の増加が確認できた.逆相分回転磁界により界磁巻線に誘導される2倍周波数電圧は負荷電流の増加とともに増加することを実証した.電機子の端子電圧,固定子の励磁巻線および界磁電流の波形を波形観測で観測した.その結果,電機子の端子電圧は,逆相回転磁界の影響を受け,波形がひずんでいたが,界磁電流では逆相分回転磁界による界磁電流が電源周波数の2倍で脈動し,界磁電流の増加に寄与していることを確認した.
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