1相当たりの同期リアクタンスが 1 [\(\Omega\)] の三相同期発電機が無負荷電圧 346 [V](相電圧 200 [V])を発生している。そこに抵抗器負荷を接続すると電圧が 300 [V](相電圧 173 [V])に低下した。次の(a)及び(b)に答えよ。
ただし、三相同期発電機の回転速度は一定で、損失は無視するものとする。
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要点
正解は(3)。電機子電流の計算 同期発電機の等価回路(1相分)を考えます。無負荷誘導起電力 \(E_0 = 200\) V。端子電圧(相電圧) \(V = 173\) V。同期リアクタンス \(x_s = 1\) \(\Omega\)。
詳細解説
電機子電流の計算
同期発電機の等価回路(1相分)を考えます。
無負荷誘導起電力 \(E_0 = 200\) V。
端子電圧(相電圧) \(V = 173\) V。
同期リアクタンス \(x_s = 1\) \(\Omega\)。
負荷は抵抗器なので、力率は 1 です。ベクトル図を描くと、\(V\) と \(I\) は同相、電圧降下 \(j I x_s\) は \(V\) に対して 90度進みとなります。
三平方の定理より:
\(E_0^2 = V^2 + (I x_s)^2\)
\(200^2 = 173^2 + (I \times 1)^2\)
\(40000 = 29929 + I^2\)
\(I^2 = 10071\)
\(I \approx \sqrt{10000} = 100\) A。