タービン発電機の逆相電流による誘起電圧の原理についての解説

タービン発電機において、固定子に逆相電流が流れた際に回転子に定格周波数の2倍の周波数の電圧が誘起される現象について、その原理を解説します。電験1種・2種の試験に出題されることもあるこのテーマについて、なぜこのような現象が発生するのかを理解することが重要です。

タービン発電機の基本構造と動作

タービン発電機は、固定子と回転子から構成され、発電機が電力を生成する際には回転子が磁場を動かし、固定子に電圧を誘起します。発電機の動作原理は、ファラデーの電磁誘導の法則に基づいており、回転子が磁界を生成して固定子に電圧を発生させます。

逆相電流が固定子に流れると、通常の電流の方向とは逆の方向に磁界が変化します。この逆の磁界が回転子に影響を与え、回転子に誘起される電圧の周波数が通常の2倍になる現象が発生します。これは、回転子が磁界の変動に反応するため、固定子の逆相電流により回転子が通常とは異なる周波数で電圧を発生させるからです。

回転子に誘起される電圧が定格周波数の2倍になる理由は、回転子が回転することにより、1回転ごとに2回の磁界の変動が発生するためです。逆相電流が流れることによって、回転子の動きと逆の方向に磁界が変化し、その結果、2倍の周波数で電圧が誘起されます。

この現象を理解することは、タービン発電機の設計や運用において重要です。逆相電流が発生した場合、発電機の出力に異常が生じる可能性があるため、その原因を特定し、適切に対処することが求められます。

タービン発電機における逆相電流による回転子の電圧誘起の原理は、ファラデーの電磁誘導の法則に基づき、逆相電流によって磁界の変動が2倍の周波数で回転子に伝わることによって発生します。この現象の理解は、発電機の安定運転を保つために非常に重要です。