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自家発電設備レクチャー❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖❖

第８回 ｢同期発電機の仕組みと保守点検｣
自家発電設備に関するエキスパートの方々から、設計、施工及び保全の各分野について講義頂く「発電設備レクチャー」の第８回。11月号は「同期発電機の仕組みと保守点検」と題し、株式会社明電舎のこのうち、発電設備には前述の通り、主に同期発電機が採用されています。誘導機は構造が簡単で、価格も低廉ですが、その名の通り電圧を誘起するために必要な励磁電源を系統から供給する必要があります。系統停電時のバックアップが目的の非常用発電機としては採用が出来ません。また、電圧や周波田村泰樹さんに講義頂きました。

数は系統に支配されるので自ら調整が出来ません。
この結果、外部の励磁装置が必要ではありますが、1．はじめ自立運転が可能で励磁電流の制御により電圧・周波に数が調整できる同期機が多く採用されています。

内燃力を原動力とする自家発電設備には、主に同期発電機と呼ばれる発電機が組み合わされています。

３．同期発電機の構造

何故発電機の種類のうち同期機が多用されているのか、また同期機に必要不可欠な保守点検は何かなど、近年の同期発電機では、交流励磁機（ACEX）、日頃自家発電設備を取り扱われる方々に知っておい回転整流器によって構成されるブラシレス励磁方式て頂きたい基礎的事項についてご紹介致します。

が採用されています。この方式には、励磁用変圧器（EXTF）を用いて発電機の出力を励磁装置の電源とする自励式と、永久磁石発電機（PMG）などの２．同期機と誘導機発電機出力以外を電源とする他励式があります。
図２、図３にPMG方式の発電機構成例を示します。
同期発電機の回転子には突極形と円筒形がありま発電機、電動機のような回転電気機械は図１のように、直流機と交流機である同期機と誘導機に大別されます。

すが、従来より比較的大容量のスチーム、ガスタービン用には円筒形を採用していました。
しかし、近年では解析技術の向上、冷却方式等の改善により、突極型を採用して高効率、軽量化を実

回転機

直流機

直流発電機

交流機

同期発電機
PMG

誘導発電機

図１18回転機の種類

永久磁石
発 電 機

図２GAVR
回転部分
自動電圧
調 整 器

交流励磁機（ACEX） 回転整流器

主発電機

ブラシレス励磁方式（PMG方式）
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1718426

現しており、今後も突極型の採用範囲拡大が進んでいくものと思われます。（図４参照）

32151997161015

図４11

突極形回転子（４極）

20141234567

固定子フレーム
固定子鉄心
電機子巻線
固定子鉄心締板
冷却羽根
内カバー
軸受箱

図３8910111213148

部品名称
軸受メタル
軸
界磁巻線
ポールシュー
コイルオサエ
放電抵抗
交流励磁機

1516171819202113112４．同期発電機の保守点検

回転整流器
永久磁石発電機
空気冷却器
空気冷却器カバー
カバー
エアダクト
風案内

突極形（４極）タービン発電機の例

同期発電機に限らず、発電機を使用するにあたっては、その機能を十分に発揮させるためには適切な

表１ 保 守 点 検 項 目
点検種類

日常点検

定期点検

点検項目

基準または方法

外観

外観に汚損、じんあい、塗料の剥離、発錆、腐食、損傷がないか確認する

ボルト、ナットの緩み緩んでいた場合は増し締めをする

各部の温度上昇

急な・局部的な温度上昇、変色、発煙に注意する

異常音、異臭の有無

異常音（うなり）、異臭を感じた時は運転を中止する

異常振動の有無異常振動を感じた時は運転を中止する

電気的点検

電圧、電流、周波数、出力を記録し、異常値、不平衡でないか確認する

振動測定

振動測定（外枠の脚部、軸受部）

軸受点検

潤滑油（グリース）の補給・交換・劣化・漏れを確認する
軸受すきま・ラビリンスすきまを確認する

固定子点検

コイル、クサビ、鉄心・ダクト、測温抵抗体を確認する

回転子点検

巻線、コイル、極間コイル押えの緩み、鉄心・ダクト、回転部の変形、ボルト緩み、エアギャッ
プを確認する

交流励磁機

固定子・回転子、エアギャップ、回転整流器を確認する

絶縁抵抗測定回転子・固定子・交流励磁機の絶縁抵抗測定を行う

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19維持管理が不可欠です。
故障せず長期安定的に運用するための日常及び定期の保守点検の主な項目を表１に示します。

５．まとめ

また、発電機はトラブルの状態を把握したら早期に修理をする必要があります。

今回は同期発電機の仕組みと保守点検、トラブル

表２に同期発電機のトラブル原因とその対策を示します。

対策についての基礎的事項をご説明しました。発電機の事故防止、安全確実な運用のためには、自家用製造者等からの指示に従い、修理を実施して下さい。

発電専門技術者資格の活用など、さらなる発電機特性の理解習熟が大事であると考えます。

表２
トラブルの状態ト ラ ブ ル 原 因 と 対 策

トラブルの原因

発電機電圧が発生 界磁巻線の断線または短絡しない
電機子巻線の断線または短絡対策専門工場にて修理する専門工場にて修理する

回転速度不足ガバナを調整する

回転整流器の故障

良品と取り替える

AVRの故障良品と取り替える

励磁装置の断線または接続不良

断線または接続不良箇所を修理する

電圧調整不良（過電圧）

AVR入力端子部のねじの緩み、接続不良

外部ケーブル、または接続線の断線、接続不良を修理する

AVR入力の欠相外部ケーブル、または接続線の断線、接続不良を修理する

電圧調整不良（不足電圧）

回転速度不足ガバナを調整する励磁装置の接続不良

接続不良箇所を修理する

回転整流器の故障

良品と取り替える

電圧設定器の調整不良

AVRを再調整する

原動機のガバナ不良

ガバナの調整または修理する

励磁装置の接続不良

断線または接続不良を修理する

電圧不安定

負荷変動時の電圧 原動機のガバナ不良
ガバナの調整または修理する
変動大連系－単独切替接点の接触不良、または 接触不良であれば修理、または良品と取り替える
接続線の不良接続線の場合は断線箇所を修理する

規定電圧を外れる

不安定な負荷の接続

不安定負荷を取り除く

AVRの調整不良

AVRを再調整する

電圧設定器調整不良

AVRを再調整する

横流が既定値以上 接続線の断線または接続不良に流れる
横流補償接続線の断線

接続線の断線、接触不良を修理する

電機子または界磁 空気冷却器の冷却不足または断水
巻線の過熱
鉄心部エアダクト目詰まり

給水ポンプ、バルブ類、配管系統を点検し、原因箇所を補修する

断線箇所を修理する
分解、清掃する

過負荷運転

負荷を適正負荷量まで減らす

異常音

軸受の摩耗

予備軸受と交換する

異常振動

不平衡負荷

負荷調整する

原動機との直結不良

直結を修正する

軸受摩耗が進み、軸受の異常摩耗

軸受を交換する軸受（ホワイトメタル）の剥離浮き上がり軸受を交換する

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