令和7年度第三種電気主任技術者下期試験　電力科目 問50 解説 問5 問5

誘導発電機を電力系統へ並列させる際、固定子巻線に大きな励磁電流が一気に流れ込むため、突入電流が小さいとする記述は誤りです。

誘導発電機の動作原理と励磁の仕組み

誘導発電機は、回転磁界を作り出すために外部の電力系統から無効電力を供給してもらう必要があります。この現象を「励磁」と呼びます。

同期発電機のように界磁巻線に直流電流を流して磁界を作るのではなく、誘導発電機は交流電源に接続された固定子巻線から磁束を取り込みます。回転子が同期速度を超えて回転すると、回転磁界に対して相対的に逆向きのすべりが生じ、電磁誘導の法則によって誘導起電力が発生し、電力を系統側へ送り出すようになります。この際、回転子を回転させるための磁界を維持するためには、始動時や並列時に系統から大きな電流を引き込む必要があります。

誘導発電機の特徴と並列時の現象

1. 構造と始動 誘導発電機は、回転子に巻線や永久磁石を必要としないかご形回転子が用いられることが多く、構造が単純で堅牢です。同期発電機に必要な界磁励磁装置が不要であり、また、回転子の速度が同期速度と一致する必要がないため、系統への並列操作も比較的容易です。

2. 系統並列時の突入電流 誘導発電機は発電を開始する前に、系統から励磁電流を供給して回転磁界を生成する必要があります。特に静止状態から系統に接続する場合、励磁電流を確保するために、定格電流の数倍から場合によってはそれ以上の大きな突入電流が短時間に流れます。このため、実際の運用では、ソフトスタータやサイリスタを用いた始動装置を使用し、電流の急激な立ち上がりを抑制することが一般的です。

3. 並列運転の要件 誘導発電機は、自ら磁界を維持する能力を持っていないため、電力系統から供給される交流電圧に同期して運転しなければなりません。系統が停電した状態では励磁電流が得られないため、単独で発電を継続することは不可能です。

誘導発電機を回転させる風力や水力のエネルギーと、系統側の交流電圧による回転磁界を重ねてみると、電流が流れ込む仕組みが見えてきます。

参考リンク

• 誘導発電機の原理と特徴（電験合格への道）
• 誘導発電機の並列接続における突入電流抑制（Qiita）
• 回転機（誘導機）の基礎理論（電気学会 電気工学用語集）