AC 同期オルタネーターのサプライヤーとして、私は、AC 同期オルタネーターと非同期オルタネーターの違いについて頭を悩ませている顧客をかなりの割合で受けてきました。よくある質問なので、わかりやすく解説していきたいと思います。それでは、早速入っていきましょう！
まず、基本原則について話しましょう。オルタネーターは、同期式でも非同期式でも、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する装置です。しかし、彼らのやり方こそが魔法 (そして違い) が起こるところです。
AC同期オルタネータ
AC同期オルタネーターは、クラスの行儀の良い子供たちのようなものです。電気出力の周波数に直接関係する一定の速度で動作します。同期オルタネーターの速度は、式 (N=\frac{120f}{P}) によって決定されます。ここで、(N) は毎分回転数 (RPM) で表した速度、(f) はヘルツ (Hz) で表した電気出力の周波数、および (P) はオルタネーターの極数です。
たとえば、2 極オルタネーターを備えた 60 Hz の電力システムでは、速度は (N=\frac{120\times60}{2}= 3600) RPM になります。この一定の速度は、出力電圧と周波数の安定性を確保するために非常に重要です。そのため、同期オルタネーターは大規模な発電所や、安定した電力供給が必須となる用途でよく使用されます。
同期オルタネーターの重要な特徴の 1 つは、DC 励磁源が必要であることです。この DC 電流がローターに供給され、磁界が生成されます。ローターが回転すると、ステーター巻線に交流電圧が誘導されます。 DC 励起は、別個の DC 発電機 (パイロット励磁機) を通じて、または電子手段を使用して提供できます。
同期オルタネーターのもう 1 つの利点は、力率を制御できることです。 DC 励磁を調整することで、オルタネーターに無効電力を供給または吸収させることができます。これは、効率的な動作のために良好な力率を維持することが不可欠な電力システムにおいて非常に役立ちます。
AC非同期オルタネータ
ここで、ギアを切り替えて、誘導オルタネーターとしても知られる AC 非同期オルタネーターについて話しましょう。これらのオルタネーターは、同期型オルタネーターと比較して、もう少しゆったりとしたものです。非同期オルタネーターは、変圧器と同じように電磁誘導の原理で動作します。非同期オルタネーターのローターには、最初は独自の磁場がありません。代わりに、ステーター内の回転磁界がローター内に電流を誘導し、その結果、ローター内に磁界が生成されます。
非同期オルタネーターの速度は、常に同期速度よりわずかに遅くなります。この速度の差を滑りといいます。スリップは、誘導プロセスの発生を可能にするものです。滑りがある限り、ステーターの磁界はローターに電流を誘導し続けます。
非同期オルタネーターには、別個の DC 励起源は必要ありません。これにより、多くの場合、よりシンプルになり、コスト効率が高くなります。また、速度の変化に対しても寛容です。これらは、小型風力タービンや一部の種類のエンジンなど、原動機 (機械エネルギーを供給する装置) が一定の速度で動作しないアプリケーションで使用できます。
ただし、非同期オルタネーターにはいくつかの制限があります。同期オルタネーターほど効果的に力率を制御することはできません。実際、それらは通常、グリッドから無効電力を吸収しますが、これは一部の電力システムで問題になる可能性があります。
2 つの比較
2 つのタイプのオルタネーターの主な違いのいくつかをさらに詳しく見てみましょう。
スピードと安定性
前述したように、同期オルタネーターは一定の速度で動作し、安定した出力電圧と周波数を提供します。そのため、病院、データセンター、電力網など、精度が重要な用途に最適です。一方、非同期オルタネーターにはスリップによる速度変動があり、非常に安定した電源を必要とする用途には適さない可能性があります。
励起
同期オルタネーターには別個の DC 励磁源が必要であり、複雑さとコストが増加します。ただし、非同期オルタネーターにはこの追加のコンポーネントが必要ないため、よりシンプルになり、多くの場合より手頃な価格になります。
力率制御
同期オルタネーターは力率制御に優れています。必要に応じて無効電力を供給または吸収できるため、電力システム全体の効率の向上に役立ちます。対照的に、非同期オルタネーターは一般に無効電力を吸収するため、送電網の効率が低下する可能性があります。
応用
同期オルタネーターは、大規模な発電所、安定した電力が必要な産業用アプリケーション、および一部のハイエンドのバックアップ電源システムで一般的に使用されています。たとえば、次のようなものを探している場合、家庭用静音発電機、同期オルタネーターは、家電製品にクリーンで安定した電源を提供できるため、優れた選択肢となる可能性があります。
非同期オルタネーターは、小型風力発電所や小型ディーゼル発電機などの小規模発電システムでよく見られます。の64kva発電機アプリケーションが出力の極めて高い安定性を要求しない場合は、非同期オルタネーターを使用する可能性があります。
水関連のシナリオにも興味深い応用例があります。あポータブルガソリンウォーターポンプポンプを駆動するエンジンの速度は変化する可能性があり、非同期オルタネーターはこれらの速度変化をより適切に処理できるため、非同期オルタネーターを使用する場合があります。
当社の AC 同期オルタネーターを選ぶ理由
オルタネーターの市場に参入している場合、なぜ当社の AC 同期オルタネーターを選択する必要があるのか疑問に思われるかもしれません。さて、いくつかの理由をお話しましょう。
まずは品質にこだわります。当社のオルタネーターは、高品質の素材と高度な製造プロセスを使用して、長持ちするように作られています。これは、今後何年にもわたって役立つ信頼性の高い製品を手に入れることができることを意味します。
次に、当社のテクニカル サポート チームは一流です。設置、操作、メンテナンスについてご不明な点がございましたら、お電話またはメールでお問い合わせください。当社は、オルタネーターがお客様のアプリケーションで完璧に動作することを保証するためのあらゆる段階でお手伝いします。
最後に、当社は競争力のある価格を提供します。当社は、お客様にとってコストが重要な要素であることを理解しており、品質に妥協することなく、価格に見合った最高の価値を提供するよう努めています。
話しましょう
当社の AC 同期オルタネーターについて詳しく知りたい場合、または購入の準備ができている場合は、ぜひご連絡ください。バックアップ電源ソリューションを探している中小企業であっても、信頼性の高い電源を必要とする大規模な産業施設であっても、当社はお客様に最適なオルタネーターをご用意しています。ご連絡いただければ、お客様の具体的な要件について話し合いを開始いたします。
参考文献
- チャップマン、SJ「電気機械の基礎」。マグロウ - ヒル教育、2012 年。
- フィッツジェラルド、AE、キングスレー ジュニア、C.、およびウーマンズ、SD「電気機械」。マグロウ - ヒル教育、2003 年。
