同期電動機の運転状態について理解するためには、無負荷運転時の励磁電流の変化がどのように誘導起電力（E）に影響を与え、電源側で供給される無効電力にどのような影響を及ぼすのかを把握することが重要です。この記事では、無負荷運転時に励磁電流を増減させることで生じる変化と、それに伴う電力の供給について解説します。
1. 同期電動機の無負荷運転状態
同期電動機は、負荷がかかっていない状態（無負荷）でも一定の回転速度を維持します。この状態では、回転子の励磁電流が供給されており、その電流を変更することによって誘導起電力（E）を変化させることができます。無負荷運転時に励磁電流を増減させると、誘導起電力も増減します。
励磁電流の増減により、電動機の回転子の磁界が強くなったり弱くなったりします。その結果、同期電動機の端子電圧（V）は変動することがあり、そのため、電源側では必要に応じて無効電力（進み、遅れ電流）を供給することになります。
2. 誘導起電力と無効電力の関係
誘導起電力Eの増減に伴って、無効電力（進み、遅れ電流）が供給されます。無負荷運転時には、電源が必要に応じて同期電動機の端子電圧を調整するために無効電力を供給します。無効電力の供給は、回転子の励磁状態に関連しており、励磁電流を変化させることで電力の調整が行われます。
このように、励磁電流の変化は誘導起電力に直接的な影響を与え、それに対応する形で無効電力が供給されることになります。このプロセスは、電源の出力と同期電動機の特性に深く関わっているのです。
3. 無負荷運転における負荷角の変化
無負荷運転時、負荷角（δ）は基本的に0度となります。負荷角は、電動機の回転子が同期速度に達した際に、回転子と同期磁界の間の角度を示しますが、無負荷運転時にはこの角度がゼロに近い状態となります。
この状態では、電動機は定常状態で安定して動作しており、負荷が加わる前の準備段階に相当します。そのため、無負荷運転時に励磁電流を変更することは、負荷角に影響を与えることなく、電動機の動作状態を調整することができます。
4. 結論：無負荷運転時の励磁電流の変化と電力供給
無負荷運転時に励磁電流を増減させることで誘導起電力が変化し、それに伴って無効電力が供給されることになります。また、無負荷運転では負荷角は0度に近い状態となり、負荷がかかる前の安定した状態で運転が行われます。
このような特性を理解することは、同期電動機の運転における効率や電力調整を行うための重要な要素となります。
まとめ
同期電動機の無負荷運転時には、励磁電流を変更することによって誘導起電力を変化させ、その結果として無効電力が供給されます。また、無負荷運転時には負荷角がほぼ0度となるため、運転が安定した状態で行われます。このプロセスを理解することで、同期電動機の運転特性をより深く理解できるようになります。
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