シャントジェネレーターとは

シャントジェネレータは、同じ電力出力からタップする界磁巻線を使用して電機子巻線から電力出力を生成するデバイスです。 界磁巻線は、電機子巻線によって切断された磁場を提供する初期の永久磁石に相当し、発電機の電気出力を生成します。 シャントジェネレータには、ロングシャントやショートシャントなど、さまざまな接続構成があります。 長いシャントのシャントフィールドはアーマチュアと直列フィールドの直列の組み合わせと平行であり、短いシャントではアーマチュアとシャントフィールドの並列の組み合わせは直列フィールドと一致しています。

シャントジェネレーターは、同じ生成された電気エネルギーを利用して、発電プロセスを維持します。 停止状態から、シャントジェネレータには、最初の数秒のうちに非常に少量の電気エネルギーを生成する残留磁場しかありません。 生成された小さな電気エネルギーが磁場を形成し、その結果、より大きな電気エネルギーが出力されます。 一方、同じシャント発電機では、界磁巻線が電気出力と並列になる場合があるため、界磁巻線の両端の電圧は電気出力が増加するにつれて増加します。

安定して動作するシャントジェネレーターでは、機械的エネルギー入力が発電を維持するための最終要件です。 アーマチュア巻線を回す機械的トルクは、電気エネルギーに変換されています。 電流が生成されると、所定の機械的入力で負荷電力が維持されるポイントまで、より多くのトルクが必要になります。 電圧制御回路がある場合、負荷電力の増減は機械的負荷の増減として反映されます。

最も単純な直流発電機は、界磁巻線の代わりに永久磁石を備えている場合があります。 関係する電磁誘導プロセスの主なエネルギー源である制御可能な磁場を生成するには電磁石が必要であり、一般に界磁巻線と呼ばれる巻線を備えた電磁石が得られることに注意する必要があります。 界磁巻線と電機子巻線は、さまざまな構成で接続できます。 並列の界磁巻線とともに、直列の界磁巻線がある場合もあります。 前者と後者は、それぞれシリーズフィールドとシャントフィールドと呼ばれます。

電動機は、発電機と同様の相互原理で機能します。 電気エネルギーが電気モーターに供給されると、ローターとフィールドの両方のエネルギーが相互作用して、必要な機械的出力を生成します。 反対のプロセスは、残留磁場と機械的トルクの両方が最終的に安定した電力出力を生成する発電です。