同期発電機と誘導発電機の違い(発電原理)

火力発電で使用されるような大容量の発電機には、同期発電機が使用されています。

一方で、風力発電など比較的小容量の発電機には、誘導発電機も使用されます。

これら同期発電機と誘導発電機は、発電の原理が大きく異なります。

「磁石を使用するか否か」がポイントとなります。

本記事では、同期発電機と誘導発電機の発電原理について、両者を比較して簡潔にまとめています。

同期発電機

同期発電機では、固定子または回転子のいずれかに磁石を使用します。

磁石は、電磁石を利用する場合もあれば、永久磁石を利用する場合もあります。

磁石によって生じる磁束を導線が横切ることで、発電することができます。

つまり、磁束に対して相対的に導体が動くことで、起電力を発生します。

ここでは、よく使用される「かご形誘導発電機」についてまとめます。以下、「かご形誘導発電機」を単に「誘導発電機」と記載します。

同期発電機では固定子か回転子のいずれかに磁石を使用すると書きましたが、誘導発電機では磁石を使用しません。

では、どのように発電しているのでしょうか。

まず、固定子が電力系統(交流電源)に接続されることで、回転磁界が生じます。

このときに、回転磁界と回転子の速度に差があれば、回転子に誘導電流が流れます。

そして回転子の誘導電流と、固定子の回転磁界の相互作用で、発電します。

回転子が回転磁界よりも速く回転していれば誘導発電機になります。

※厳密には、系統の周波数と誘導機の極数によって決まる「同期速度」と「回転子の回転速度」とを比較したときに、回転子のほうが速ければ、誘導発電機になります。

なお、反対に回転子が回転磁界よりも遅ければ、誘導電動機になります。

本記事では、磁石の有無に着目し、同期発電機と誘導発電機の違いについてまとめました。

同期発電機は磁石を利用し、誘導発電機は磁石を利用しないという点が異なります。