直流発電機の種類

直流発電機には大きく分けて、他励発電機と自励発電機とがあります。

他励発電機というのは、界磁電流を直流発電機とは別の場所からとってくるタイプの発電機です。

一方、自励発電機は、それ自身から界磁電流を作ることのできるタイプの発電機のことを指します。自励発電機は界磁巻線と電機子巻線のつなげ方によって、さらに分巻発電機、直巻発電機、複巻発電機に分類できます。

他励式発電機

他励式発電機の回路図は以下の通りです。

上図の左側が直流発電機の電機子で、右側に負荷が接続されています。この回路の外から界磁電流を取り込むことで、電機子に電流が流れます(これを電機子電流I_aといいます)。そうすると、負荷のほうにも同じ大きさの電流が流れるため、負荷電流I[A]はI_a[A]と同じ値をとります。

また、負荷の両端の電圧V[V]は、誘導起電力E[V]と電機子巻線の抵抗R_a[Ω]、負荷電流I[A]から求めることができます。

分巻発電機

自励発電機のうち分巻発電機は、次の図のように電機子と界磁が並列に接続されています。

よって、分巻発電機の電機子電流I_a[A]と界磁電流I_f[A]、負荷の端子電圧V[V]は次のように計算できます。

直巻発電機

自励発電機のうち直巻発電機は、次の図のように電機子と界磁とが直列に接続されています。

よって、直巻発電機の電機子電流I_a[A]と界磁電流I_f[A]、負荷の端子電圧V[V]は次のように計算できます。

複巻発電機

自励発電機のうち複巻発電機は、次の図のように界磁が電機子に対して直列にも並列にも接続されています。

よって、複巻発電機の電機子電流I_a[A]と界磁電流I_f[A]、負荷の端子電圧V[V]は次のように計算できます。