同期発電機が誘導電動機よりも損失が多い理由は何ですか
同期発電機の損失が誘導電動機の損失よりも大きい理由
同期発電機と誘導電動機は両方とも動作中に様々な損失を生じますが、同期発電機の損失は通常、より大きくなります。これは主に構造と動作原理の違いによるものです。以下に主な理由をいくつか挙げます。
1. 励磁損失
同期発電機：同期発電機は磁界を生成するために外部の励磁システムを必要とし、これにより追加の損失が生じます。励磁システムには通常、励磁器、整流器、および励磁巻線が含まれており、これらはすべて電気エネルギーを消費します。
誘導電動機：誘導電動機はスタータ巻線を通る交流によって磁界を生成するため、外部の励磁システムを必要とせず、励磁損失を避けることができます。
2. 鉄心損失
同期発電機：同期発電機は強い磁界と高い周波数で動作するため、鉄心損失が通常、より高くなります。鉄心損失にはヒステリシス損失と渦電流損失が含まれます。
誘導電動機：誘導電動機は弱い磁界と低い周波数で動作するため、鉄心損失が低くなります。
3. 銅損失
同期発電機：同期発電機は抵抗が高い長いスタータ巻線とロータ巻線を持っているため、銅損失が高くなります。また、励磁巻線も銅損失に寄与します。
誘導電動機：誘導電動機は抵抗が低い短いスタータ巻線とロータ巻線を持っているため、銅損失が低くなります。
4. 機械損失
同期発電機：同期発電機は大型発電所で使用され、高速で動作するため、ベアリングや風損から生じる機械損失が大きくなります。
誘導電動機：誘導電動機は通常、低速で動作するため、機械損失が低くなります。
5. コミュテーション損失
同期発電機：同期発電機は動作中にロータとスタータの間に大きなエアギャップがあり、これが磁界の不均一な分布と追加の損失を引き起こします。
誘導電動機：誘導電動機は小さなエアギャップを持ち、磁界が均一になり、コミュニケーション損失が低くなります。
6. 冷却システム損失
同期発電機：大型の同期発電機は熱を放散するために複雑な冷却システムを必要とし、これらのシステム自体がエネルギーを消費し、総損失を増加させます。
誘導電動機：誘導電動機はシンプルな冷却システムを持ち、損失が低くなります。
7. ハーモニック損失
同期発電機：同期発電機は励磁システムと負荷の変動により動作中にハーモニクスを生成することがあり、これにより追加の損失が生じます。
誘導電動機：誘導電動機は標準的な交流電源で動作するため、ハーモニック損失が低くなります。
まとめ
同期発電機の損失が誘導電動機よりも大きい主な理由は以下の通りです。
励磁損失：同期発電機は外部の励磁システムを必要とする一方、誘導電動機は必要としません。
鉄心損失：同期発電機は強力な磁界で動作するため、鉄心損失が高くなります。
銅損失：同期発電機は抵抗が高い長い巻線を持っているため、銅損失が高くなります。
機械損失：同期発電機は高速で動作するため、機械損失が大きくなります。
コミュテーション損失：同期発電機は大きなエアギャップを持つため、コミュテーション損失が高くなります。
冷却システム損失：同期発電機は複雑な冷却システムを必要とするため、損失が高くなります。
ハーモニック損失：同期発電機はハーモニクスを生成する可能性があり、これにより追加の損失が生じます。
これらの要因が集まって、同期発電機の総損失が誘導電動機よりも高くなることを示しています。特定の用途に適したモータを選択する際には、効率、コスト、メンテナンス、動作環境などの様々な要素を考慮する必要があります。
