水力タービン発電機の包括的な理解

1.発電機の種類と機能特性
発電機は、機械的な力を受けて電気を生成する装置です。この変換プロセスでは、風力、水力、熱エネルギー、太陽エネルギーなど、様々な形態のエネルギーから機械的な力を得ます。電気の種類によって、発電機は主に直流発電機と交流発電機に分けられます。

1.直流発電機の機能特性
直流発電機は、使い勝手が良く、信頼性の高い動作を特徴としています。直流電源を必要とするあらゆる電気機器に直接電力を供給できます。ただし、直流発電機内部には整流子があるため、火花が発生しやすく、発電効率が低いという欠点があります。直流発電機は、一般的に直流モーター、電気分解、電気メッキ、充電、オルタネーターの励磁などの直流電源として使用されます。

2. オルタネーターの機能特性
交流発電機とは、外部の機械力の作用によって交流を発生する発電機を指します。このタイプの発電機は、同期交流発電と同期交流発電に分けられます。
同期発電機は交流発電機の中で最も一般的です。このタイプの発電機は直流電流で励磁され、有効電力と無効電力の両方を供給できます。交流電源を必要とする様々な負荷機器に電力を供給するために使用できます。また、使用される原動機の違いにより、同期発電機は蒸気タービン発電機、水力発電機、ディーゼル発電機、風力タービン発電機に分類されます。
オルタネーターは幅広く使用されており、例えば発電機は、各種発電所、企業、店舗、家庭用予備電源、自動車などの電力供給に使用されています。

発電機のモデルと技術的パラメータ
発電機の生産管理と使用を便利にするため、国は発電機モデルの作成方法を統一し、発電機の筐体の目立つ位置に発電機銘板を貼り付けました。銘板には主に発電機モデル、定格電圧、定格電源、定格電力、絶縁等級、周波数、力率、回転数などが記載されています。

発電機のモデルと意味
発電機のモデルは通常、発電機によって出力される電圧の種類、発電機ユニットの種類、制御特性、設計シリアル番号、環境特性などを含むユニットのモデルの説明です。
さらに、一部の発電機のモデルは直感的でシンプルで、図 6 に示すように、製品番号、定格電圧、定格電流などが記載されており、識別が便利です。
（1）定格電圧
定格電圧とは、発電機が通常運転時に出力する定格電圧のことで、単位はkVです。
（2）定格電流
定格電流とは、発電機の通常運転時および連続運転時の最大動作電流（Ka）を指します。発電機の他のパラメータが定格電流に達している場合、発電機はこの電流で運転し、固定子巻線の温度上昇は許容範囲を超えません。
（３）回転速度
発電機の回転速度とは、発電機の主軸が1分間に回転する最大速度を指します。このパラメータは、発電機の性能を判断する重要なパラメータの一つです。
（4）頻度
周波数とは、発電機における交流正弦波の周期の逆数を指し、単位はヘルツ（Hz）です。例えば、発電機の周波数が50Hzの場合、交流電流の方向やその他のパラメータが50回変化することを意味します。
(5) 力率
発電機は電磁変換によって電気を発生させ、その出力は無効電力と有効電力の2種類に分けられます。無効電力は主に磁場を発生させ、電気と磁気を変換するために用いられます。有効電力はユーザーに供給されます。発電機の総出力における有効電力の割​​合が力率です。
（6）ステータ接続
発電機の固定子接続は、図9に示すように、三角形（△字型）接続と星型（Y字型）接続の2種類に分けられます。発電機では、通常、発電機固定子の3つの巻線が星型に接続されます。
(7) 絶縁クラス
発電機の絶縁等級とは、主に絶縁材料の耐熱等級を指します。発電機において、絶縁材料は弱点であり、高温になると劣化が加速し、損傷を受けやすいため、絶縁材料によって耐熱等級も異なります。このパラメータは通常、文字で表され、yは耐熱温度が90℃、aは耐熱温度が105℃、eは耐熱温度が120℃、Bは耐熱温度が130℃、fは耐熱温度が155℃、Hは耐熱温度が180℃、Cは耐熱温度が180℃以上であることを示します。
（8）その他
発電機には、上記の技術的パラメータに加えて、発電機の相数、ユニットの総重量、製造日などのパラメータも記載されています。これらのパラメータは直感的で読みやすく、主にユーザーが使用時または購入時に参照するためのものです。

3、発電機のシンボル識別
発電機は、電気駆動装置や工作機械などの制御回路に不可欠な部品の一つです。各制御回路に対応する回路図を描く際、発電機は実際の形状を反映するのではなく、その機能を表す図や文字、その他の記号で表されます。