同期発電機の位相図

位相図の定義

位相図は、交流回路における異なる電気量の位相関係をグラフィカルに表現するものであり、ここでは同期発電機に特に使用されます。

描画の基本

Efは励磁電圧を表します

Vtは端子電圧を表します

Iaはアーマチュア電流を表します

θはVtとIaとの間の位相角を表します

ᴪはEfとIaとの間の角度を表します

δはEfとVtとの間の角度を表します

raは一相あたりのアーマチュア抵抗を表します

 位相差の関係

図において、励磁電圧（Ef）の位相ベクトルは常に端子電圧（Vt）よりも先行しており、これは発電機の動作理解に重要です。

動作条件

位相図は遅れ、単位、および進みの力率に基づいて変化し、それぞれが電圧と電流の関係に異なる影響を与えます。

 同期モータの位相図

同期モータの位相図を理解することで、異なる力率負荷下での電気的挙動の予測と管理が可能になります。

例

遅れ力率での発電運転

まずIa方向のVt成分を取ることでEfの式を導出できます。Ia方向のVt成分はVtcosΘであり、従って合計電圧降下はIa方向にあります

 同様にIaに垂直な方向の電圧降下も計算できます。Iaに垂直な方向の合計電圧降下はです。最初の位相図の三角形BODを使用してEの式を書くことができます

 単位力率での発電運転

 ここでもEの式を導出できます

fはまずIa方向のVt成分を取りますが、この場合thetaの値はゼロであり、従ってᴪ = δとなります。

2番目の位相図の三角形BODを使用してEfの式を直接書くことができます

進み力率での発電運転。

 Ia方向の成分はVtcosΘです。Iaの方向がVtと同じであるため、合計電圧降下はです。

同様にIaに垂直な方向の電圧降下の式も書くことができます。合計電圧降下はです。最初の位相図の三角形BODを使用してEの式を書くことができます