世界初の水力発電所は1878年にフランスに建設され、水力発電機を使用して発電しました。現在まで、水力発電機の製造はフランス製造業の「冠」と呼ばれてきました。しかし、1878年にはすでに水力発電機の予備設計がありました。1856年には、連連アライアンスブランドの商用DC発電機が登場しました。1865年、フランス人のカセヴェンとイタリアのマルコは、DC発電機と水車を組み合わせて発電することを構想しました。1874年、ロシアのピロスキーも水エネルギーを電気エネルギーに変換する設計を提案しました。1878年、世界初の水力発電所がイギリスのグラッグサイドマナーとフランスのパリ近郊のシルミットに建設され、最初のDC水力発電機が登場しました。1891年、ルイトゥオリカン社で最初の近代的な水力発電機（ラウフェンハイドロジェネレーター）が誕生しました。 1891年から現在に至るまで、100年以上にわたって水力発電技術は大きな進歩を遂げてきました。
初期段階（1891-1920）
水力発電機誕生の初期には、通常の直流発電機または交流発電機を水車に接続して一連の水力発電機を構成していました。当時は専用に設計された水力発電機はありませんでした。1891年にラウフェン水力発電所が建設されたとき、専用に設計された水力発電機が登場しました。初期の水力発電所は小規模で孤立した発電所であり、電力供給範囲が狭かったため、発電機のパラメータは非常に混沌としており、電圧と周波数がさまざまでした。構造的には、水力発電機はほとんどが水平型です。また、初期の水力発電機のほとんどは直流発電機であり、後に単相交流、三相交流、二相交流の水力発電機が登場しました。
初期の水力発電機製造会社としては、BBC、オエリコン、シーメンス、ウェスティングハウス（WH）、エジソン、ゼネラルモーターズ（GE）などが有名で、代表的な水力タービン発電機械としては、ラウフェン水力発電所の300馬力三相交流タービン発電機（1891年）、アメリカのフォルサム水力発電所の750kW三相交流発電機（GE社製、1893年）、ナイアガラの滝のアメリカ側にあるアダムス水力発電所（ナイアガラフォールズ）の5000馬力二相交流水力発電機（1894年）、ナイアガラの滝のカナダ側にあるオンタリオ発電所の12MNV?Aと16MV?Aの横型水力発電機（1904年 - 1912年）、そしてGE社が1920年に製造した40MV?Aスタンド型水力発電機がある。スウェーデンのヘルション水力発電所は1893年に建設されました。この発電所には、344kV?Aの三相交流水平型水力発電機4台が設置されていました。発電機はスウェーデンのゼネラル・エレクトリック社（ASEA）によって製造されました。
1891年、ドイツのフランクフルトで万国博覧会が開催されました。会議主催者は、会議で交流電流の送電と応用を実演するために、175km離れたドイツのラルフェンにあるポルトランドセメント工場に水車発電機一式を設置しました。 、博覧会の照明と100馬力の三相誘導モーターの駆動に使用されました。 ラウフェン発電所の水力発電機は、ルイトゥ・エリコン社のチーフエンジニアであるブラウンが設計し、エリコン社が製造しました。発電機は三相横型、300馬力、150r/min、32極、40Hz、相電圧は55～65Vです。発電機の外径は1752mm、鉄心の長さは380mmです。発電機の固定子スロット数は96で、閉スロット（当時はホールと呼ばれていました）で、各極および各相は銅棒で、線材のスロットは2mmのアスベスト板で絶縁され、端部は裸銅棒です。回転子はリング状の界磁巻線の爪極に埋め込まれています。発電機は、一対のベベルギアを介して垂直水車によって駆動され、別の小型直流水車によって励磁されます。発電機効率は96.5%に達します。
ラウフェン発電所の水力発電機の運転とフランクフルトへの送電は、人類史上初の三相送電の産業試験であり、交流、特に三相交流の実用化における画期的な進歩です。この発電機は、世界初の三相水力発電機でもあります。
上記は、水力発電機の最初の30年間の設計と開発の過程です。実際、水力発電機技術の発展過程を見ると、水力発電機は一般的に30年ごとに発展段階を経ます。すなわち、1891年から1920年までは初期段階、1921年から1950年までは技術成長段階、1951年から1984年までは急速な発展段階、そして1985年から2010年までは安定的な発展段階です。
投稿日時: 2021年9月9日
