質問: 直流発電機 vs 交流+コンバータ 500~1000kwの直流出力がほしい場合に,直流発電機を使うのと,交流の誘導発電機にコンバータを使うのとで,どちらが価格や効率の面で有利なのでしょうか? 大きな直流発電機というのはあまり使われていないようです.例えば重くなるとか,効率が悪いとか理由があるのだと思いますが,情報が少なく困っています.最近はパワーエレクトロニクス装置がよくなって,このクラスのコンバータとかインバータも以前よりも安くなっているのでしょうか?
回答: 発電機が必要ということなので、交流電源が無い場所での直流1000kwの入手に限定し、商用からの整流は除外して考えますがよいでしょうか?しかし1000kwは非常に大きいですね。新幹線1両が300kwだし、大半を直流で動かす電話局でもそこまで大きくないです。必要とする容量が適正かどうかを再検討してください。 300kwのディーゼルエンジン発電機を10時間運転するには直径数m高さ数mくらいのタンクが必要だったと記憶しています。まず、燃料消費率から、燃料をどうやって確保し貯蔵するかをチェックしてください。国内なら確認申請、消防検査、危険物資格者、電気の官検、認定非常用設備、公害対策などさまざまな困難に直面するはずです。 日本国内であれば、地震対策として非常用発電機を設置する場合、商用と兼用の配電構成にする場合が多く、一方通信機やコンピュータなどに用いる直流電源は商用交流から整流もしくはupsを介してバッテリーに貯蔵しながら使うのが普通です。停電と同時にバッテリーから供給し、(バッテリーは1-2時間分の容量を見込んでおき)数十秒以内に発電機を起動するという考えです。 非常発電機は交流出力が標準になります。 交流を使用するリスクとして、整流器(サイリスタ盤)やupsが精密機器なので、盤の故障が発生する可能性がある点です。 直流で発電しても電圧を自由に変化させるにはコンバータが必要になりますので、直接直流発電機の出力を接続できるような負荷でないかぎりは採用しません。(発電所のガスの緊急遮断弁駆動用モーターなど信頼性を特に要求されるところはdcgと直結することもありますがせいぜい数十kw程度までです) 直流モーターはコミュテータ(整流子)がある銅マシンであり、重く、機械的に精密であり、寸法上の製作限界があります。1000kwを作れる職人は重電大手ではほぼリタイアしたでしょう。製造、維持、保守を考えるとメリットは少ないです。(発電機とモータは構造は同一、制御装置も同じ) 速度制御が極めて精密にできるというのが存在理由でしたが15年ほど前からベクトル制御が開発されて産業界からは駆逐されました。現在は上記のような停電してもバッテリーで駆動しなければならない非常装置の駆動源として生き残っています。 (プリンタなどの小型のマブチモータやステップモータは安価という理由で残っています) なお、常用で使うのであれば回転機は選定対象外です。