質問: 直流機の効率の問題 電験の問題です。 定格出力100[kw ] 、定格電圧440[v]の直流分巻発電機がある。この発電機の最高効率は77.5[%]負荷で運転されているときに得られることが分かっている。この発電機の定格負荷時の効率[%]はいくらか。ただし、電機子回路及び界磁回路の抵抗は、それぞれ0.06[ω]及び366[ω]とし、また、漂遊負荷損は無視するものとする。 という問題があります。 回答を読むと 定格負荷時のiaを228aと出してpc=0.06×228^2≒3.13[kw] 77.5%負荷時のiaを177[a]と出してpi=pc=0.06×177^2≒1.88[kw] よって、100/(100+1.88+3.13)×100≒95.2[%] と答えています。 わからないのは、損失に界磁損がなぜ含まれないかということです。 界磁電流は440/366≒1.2a なので1.2^2×366≒527wとなるのですがこれを損失に含めない理由はなぜでしょうか? よろしくお願いします。 (界磁損の分を含めて計算すると答えと合わないので界磁損を含めないのが正しい答えのようです。また、ネットで調べた限りでは同じように界磁損を含めない答えばかりでした。)
回答: 機器の最大効率条件は、 負荷損=無負荷損 になるときです。 変圧器の場合は、可動部分がないので、負荷損=銅損pc、無負荷損=鉄損piとしますが、電動機や発電機の場合は違います。 直流分巻発電機の場合は、 負荷損...電機子銅損、ブラシ負荷損、漂遊負荷損 無負荷損...鉄損、界磁銅損、機械損 などになります。 今回の場合、ブラシ負荷損、漂遊負荷損は無視しますから、負荷損=電機子銅損 です。 最大効率時は、負荷損=電機子銅損=無負荷損=1.88[kw]ですが、これは鉄損、界磁銅損、機械損をあわせたものです。つまり、界磁銅損527wを含んでいます。 なお、直巻では界磁銅損は、負荷損になるので注意が必要です。