282023年1月
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オルタネーターとジェネレーターの主な違いは、オルタネーターではアーマチュアが固定され、フィールド システムが回転するのに対し、ジェネレーターではアーマチュアが回転し、磁場が固定されていることです。オルタネーターのアーマチュアは、ステータと呼ばれる固定要素に取り付けられ、フィールド 巻線は回転要素に取り付けられます。ジェネレーターの接続は、正反対です。
オルタネーターと発電機の違いを理解する前に、オルタネーターと発電機とは何か、そしてそれらがどのように電気を生成するのかを理解しましょう。
発電とは、機械的エネルギーを利用して電気エネルギーを生み出すプロセスです。電気は、磁石または導体を磁場内で動かすか、導体を静止磁場内で動かすことによって生成されます。オルタネーターと発電機はどちらも同じ原理で電気を生成します。
オルタネーターは、機械的エネルギーを交流電気エネルギーに変換する機械装置です。
磁界(ローター)が電機子(ステーター)の周りを回転する発電機です。
磁場は永久磁石または直流電源を使用する電磁石によって生成されます。電磁石は、アーマチュア (導体巻線) の周囲のハウジング内にあります。磁場は、いわゆる原動機 (蒸気タービン、ガスタービン、内燃機関) によって回転します。その回転により、アーマチュア導体と交差する磁力線が変化します。その結果、アーマチュアに電流が誘導されます。
アーマチュアはブラシを介して出力負荷に電流を供給します。アーマチュアは固定されているため、ブラシは摩耗しません。そのため、機械寿命が延び、メンテナンスの必要性が減ります。
回転磁界は、固定アーマチュアに作用する極性(N極とS極)を常に反転させ、誘導電流の方向を常に変化させます。これが、オルタネーターの出力が常にACである理由です。
オルタネーターはエネルギーを節約します。オルタネーターは、必要に応じて(負荷に応じて)エネルギーを生成する、強化された効率的なバージョンのジェネレーターです。そのため、車両のバッテリーが過充電で消耗することはありません(オルタネーターが電力供給を停止するため)。そのため、オルタネーターはエネルギーを無駄にしません。
オルタネーターは完全に消耗したバッテリーを充電するために使用することはできません。
発電機は、機械的エネルギーを交流または直流の電気エネルギーに変換して電気を生成する装置です。
発電機では、アーマチュアの周囲のハウジングは、ステータと呼ばれる永久磁石または固定電磁石で作られています。アーマチュアは、この固定磁場内で軸を中心に回転する導体のコイルで構成されています。アーマチュアが回転すると、導体と交差する磁力線が変化します。そのため、回転するアーマチュアに電流が誘導されます。
アーマチュアはスリップ リングまたは整流子に接続されています。どちらも回転アーマチュアから静的出力回路に電流 (常に方向が変わる) を流します。しかし、スリップ リングは完全な円形の接続部を備えているため、回転シャフトから電流を連続的に転送でき、交流電流を生成します。一方、整流子間には少なくとも 2 つの開回路があり、半回転ごとに電流の方向が反転するため、出力電流は一方向を維持します。これは直流 DC とも呼ばれます。
必要のないときでも一定のエネルギーを供給します。そのため、オルタネーターよりも効率は低くなります。ただし、AC と DC の両方を生成でき、出力電圧は動作中ずっと一定です。そのため、この発電機は、家庭、オフィス、建設現場などのバックアップ電源として非常に適しています。
完全に消耗したバッテリーを充電するのに使用できます。
オルタネーターとジェネレーターは、結果的には同じものになりますが (どちらも電気を供給し、一方は直流も供給します)、実際には、それぞれが特定の用途に役立つ重要な技術的な違いがいくつかあります。
タイプ | オルタネーター | ジェネレータ |
出力電流 | オルタネーターは常に交流を感知します。 | 発電機は交流電流または直流電流を生成できます。 |
エネルギー効率 | オルタネーターは非常に効率的です。 | 発電機は効率が低いと考えられています。 |
出力 | オルタネーターの出力は発電機の出力よりも高くなります。 | 発電機はオルタネーターに比べて出力が低くなります。 |
エネルギー節約 | オルタネーターは必要なエネルギーのみを使用するため、より多くのエネルギーを節約できます。 | 発電機は生成されたエネルギーをすべて使用するため、節約されるエネルギーは少なくなります。 |
設置後の分極 | オルタネーターの場合、分極は必要ありません。 | 発電機の設置後に分極が必要です。 |
磁場 | 交流発電機の固定子内で磁場が回転します。 | 発電機の場合、磁界は電機子巻線が回転する場所で静止または固定されます。 |
アーマチュアの動き | オルタネーターのアーマチュアは固定されています。 | 発電機の電機子が回転しています。 |
入力電力 | オルタネーターはステーターから入力電力を得ます。 | 発電機はローターから入力電力を得ます。 |
RPM(毎分回転数)範囲 | オルタネーターには幅広い速度範囲があります。 | オルタネーターの RPM 範囲は非常に低いです。 |
電圧生成 | オルタネーターは必要なときにのみ電圧を生成します。 | 発電機はいつでも電圧を生成します。 |
サイズ | オルタネーターは通常、サイズが小さくなります。 | 発電機は大型なので、設置にはより多くのスペースが必要です。 |
ブラシの効率 | オルタネーターブラシの寿命が長くなります。 | 発電機のブラシはオルタネーターに比べて耐用年数が短くなります。 |
消耗したバッテリーを充電する | オルタネーターは死んだバッテリーを充電しません。 | 発電機は消耗したバッテリーを充電するために使用できます。 |
使用 | オルタネーターは主に自動車産業におけるバッテリー充電システムとして使用されます。 | 発電機は大規模な電力を生成するために広く使用されています。 |
オルタネーターの速度が下がると、オルタネーターの出力電流も下がります。オルタネーターは低速で動作しているときは効率が低下します。オルタネーターの温度が上昇すると、出力電流も下がります。発電機はエネルギー エンジンのようなもので、運動エネルギーを電気に変換します。発電機は固定磁場で構成され、その中で回転電磁石 (アーマチュア) が回転して電流を生成します。ガソリン駆動の発電機は、内燃機関が回転軸を駆動し、アーマチュアを回転させるバリエーションです。他の再生可能資源、風力、水力も、さまざまな種類の発電機として使用されます。
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