◆【ﾓｰﾀ】電力・電気機械の質問･雑談9【発電機】
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| .×. |. | ||| ||| ||| | ＜ / ／ .＞ || └０─０
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★電力（発電所・変電所・. ＜ 7 ／ ＞★各種電動機・発電機・変圧器等
送配電・受電）等. ＜. '~ ＞ 及び制御方法･制御機器･応用機器
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前スレ
◆【ﾓｰﾀ】電力・電気機械の質問･雑談8【発電機】
http://rio2016.2ch.sc/test/read.cgi/denki/1345398355/
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理論値、理想値はプーリで1.5倍ほど、加速器で12倍を考えています。
＞チェーンにするか水車と全部直結しろ
あれ？ でもバイクでもベルト駆動の機種もあったというか
ビッグスクーターとかのギアのないやつは今でもプーリで駆動してたと思うけれども・・・
マジェスティー250ｃｃで１６ｋWぐらいの出力あるって。 ２ｋＷじゃなくて６０ｒｐｍの方の問題？
Ｑ＞
＞MM-CF352（定格電流12．5A）を4A程度で使用しています。（24H連続運転）
＞この時、約70℃の表面温度になっています。問題ないでしょうか？
Ａ＞
＞約70℃の表面温度は、問題ありません。
(後略)
こんな温度でも大丈夫なんですね・・・
発熱が酷く、というお話でしたが何度ぐらいなのでしょうか。。。
バイクって、産業機械に比べれば平均出力（テンション）も積算時間も
たかだかしれてるのではないかな
そのわりに交換時期短いし。
過渡的で衝撃伴う変化はは多そうだけど。
ホビーの道具と考えるのが妥当じゃないかな
70度というと、金属なら触れて熱って思う温度
人の感覚的に60度との間にスレッショルドありますよね
それを無理にタイミングベルトで回すから、プーリ歯との衝突で
振動になる
そういうので同軸でモーターぶん回したらどうよ？（無責任）
小出力だと変速することがあるのか・・・
プーリーや歯車とかチェーンで伝達できるのなら
水車一つに安価な発電機をいくつもぶら下げて
並列運転させるってのもありなんですかね？＾＾；
とりあえずここにある「平成25年度中小水力発電計画導入の手引き」見といたら？
資料編には実施例もあってクロスフロー水車＋ベルトがけらしく見える誘導発電機の例も載ってる
直流段階で足し合わせるときはジェネレータの並列化もダイオードだけでできるのでは・・・（＾ω＾；）
６０ｈｚのほうが力率が高いと出てるけどなんで？
>>6
発熱は具体的に何度か計測していないので、問題ないかもしれませんね。
>>9
やはり、そこでしょうか。
タイミングベルトではなく、普通のベルトでよかったんじゃないかと手伝ってくれている
機械エンジニアの人とも話しています。
パワコンには整流器かまして直流で入れています。
パワコンも太陽光の流用なんです。
プーリサイズがわからんが、普通にステンレスチェーンにしとけ
https://tt-net.tsubakimoto.co.jp/tecs/pdct/cdc/pdct_Dtl_CSS.asp?kata=RS80-SS-1&_ga=2.192085997.611348992.1543319117-333454283.1543319117
これでもプーリ径が400㎜程度までだぞ
これより径が小さいならこれでも持たない
2kW60rpmってのはそんな世界だ
RS100とかRS120とかのチェーンをざらに使うレベル
すみません、一つ確認させてください。
水車軸（60rmp） > 水車軸プーリー >タイミングベルト > 加速器軸プーリー （100rpm）> 加速器（1200rpm）
> 軸継手 > モーター軸
という感じなのですが、そんな負荷がプーリ間でかかるものなんでしょうか？
入力軸を回すための必要トルクはむっちゃでけえぞ
けど出力軸にははんぱねえトルクが出る
加速器はこれの逆やぞ
回らなくなると、ホビーレベルでもスプロケットが摩耗するので買い替えると金が飛ぶ飛ぶ）
産業用のチェーンも構造は同じなのかしら・・・（＾ω＾；）
http://o.8ch.net/1by4d.png
確かに。
水車を手で回してあっさり軽々回ったので、早く回ったところで
そんなトルクは出ないのかななんて思ってしまっていました。
では、加速器軸プーリーのトルクが出て、それがタイミングベルトと振動起こしてるんですね。
これ水車の回転は変わらないので、2kWを実現しようとした場合、300rpmの発電モーターを利用しても
振動の問題は残るんでしょうか？
もっともそれなら加速器外してプーリーだけで行けそうですね。
水車の60rpmを変えない限りモーターをどう変えようが何も軽減されない
産業用チェーンなんて10年もつぞ
理解しました。水車の60rpmは変わりようがないです。
モーターの問題じゃないと思いました。
チェーンの利用を検討して、構造を変えてみます。
確かにそうですが、私もどこかで見たこと有るんですよね。
多分、水処理施設用の耐水、耐腐食チェーン使ってたんでしょうか。高そうです。。。
やはり直結がいいのかなと思うのですが、基礎を作ってしまっているので
スペースの都合上、変えられません。
https://www.youtube.com/watch?v=s5qrlZGeftQ
60rpmのどこが高速回転なんだよｗ
>>27
これは2～3連Vベルトの奴だな
結構プーリがでかいからなんとか張力持ててる感じ
これだと1/25ギヤモータ直結できるだろうな
チェーンじゃなくてもでかいギヤ作ってもいいんだぞ
高くなるけど
発電機軸は小径スプロケットに高速回転という条件になります
>>27に先に上がってましたが水車軸側のスプロケットおよびプーリは大径になります
つまり、チェーンおよびベルトにかかる張力はさほど強大ではありません
チェーンのメンテナンスや伝達ロス、寿命、腐食などが懸念されるでしょう
確かに加速器の出力軸が理想値1500rpmなだけでプーリー側はせいぜい100rpmです。
ちなみに水車軸のプーリー径が290mm、加速器側プーリー径が145mmとなっています。
プーリー間の距離はあまりないです。軸を中心に530mmほど。
基礎の関係上、これ以上は取れないです。
そして実は同じ大きさの水車が並列しており、軸直結するスペースがありません。
他界する直前だったのでいろいろ検証などフライングして設置した結果、
うまく回っていない状況です。
https://www.bandogrp.com/catalog/pdf/all_masatsu.pdf
目的：水車一基当たり、２ｋWを実現したい、水車は二基。
現状： ・落差 2.5 m 、水量0.3立米毎秒、流速 2.2 m（≒断面積0.14平米）
・クロスフロー水車（シロッコ型の一種） ６０[rpm]
・タイミングベルト（歯付きベルト）とプーリで25倍に増速(1500rpm)
・発電機：モータを使用、三菱MM-CF352 （定格2000rpm）
・電気的構成は発電機→直流出力→インバーター（太陽光発電用）
・モーター部発熱あり（ただし温度不明）
・異常振動（←これで止めてる）
制約： 基礎工事は終了しており、発電機直結は不可能。
その他： モーターや伝達機構の変更を検討中。
2kW60rpmだから水車軸トルクは33kgfmにもなる
プーリ径290㎜だから張力が228kgfにもなる。
だからRS80ステンレスチェーンでも足りないっちゅうことになる
どうせプーリもスプロケットに変えなきゃ使えないわけだから
スプロケット径を400㎜：200㎜のように大きくするか
RS100やRS120にしなきゃいけない
歯車つくるのとどっちが安いか
1/25ギヤ付きに買い替えて直結させるか
検討してみればよい
↓
クロスフロー水車 60[rpm], 6.25[kW]（効率８５％？ 市販品より類推）
↓
プーリー(Φ 0.290m） 表面速度 0.91[m/s] (表面速度＝回転速度ｘ円周 ＝秒速1回転＊２πｒ＝3.14ｘ0.29≒0.91[m/s])
↓
タイミングベルト 張力 6.86[N] （張力[N]=駆動力6.25｢kW｣／ベルト速度0.91[ｍ/s]）
↓
プーリー（Φ0.145ｍ） 回転速度6.28[回転/s]=377[rpm]
増速器 仕様不明＾＾；
それから動画のように水路と隔離されてる空間なら
ステンレスチェーンじゃなくて安い汎用ローラチェーンでよい
適当に給油しても10年余裕
張力［ｋN］な
お腹痛くなってきました。。。
>>37
資料調べました。
増速機 誉 MS-9
http://masuseisakusyo.com/information.machine.html
歯付プーリー P-44 40
歯付プーリー P-28 40
EVベルト 1512-EV14-40
です。
我が身を語る、ですね
タイミングベルトメーカーの見てみると６８００Nにたえるとなると・・・・
１２０ｍｍ幅！？のとかになっちゃうみたいですねぇ・・・（´A｀；）ありゃりゃ
https://www.mitsuboshi.co.jp/japan/product/catalog/pdf/timingbelt-V802-C.pdf
しかし、振動が原因と思われますが2台とも破断しています。
2台のうち、1台は張力が強すぎたのか、水車の軸がずれ破断、
もう1台はモーターが振動のせいか回らなくなり、破断したようです。
そのモーターは動力としては動きますが、無通電では手で回せないくらい重くなっています。
ちなみにテンショナーを入れていますが、そこまで引っ張った感はなかったです。
設置場所は完全に水路とは完全隔離されていません。
屋根はありますが、貯水池からの水しぶきが多少、掛かる感じです。
濡れる、という感じはないですが。
円周９１ｃｍってことは半周４５ｃｍだから１４ｍｍピッチの歯だと、噛んでいるのは３２歯。
↓のP.39表 ６０ｒｐｍ３２歯だと許容張力7088.22[N] あれ？大丈夫そう？？
http://www.unitta.co.jp/data/support/pdf/cat-b02-14-2017/dendo_cat-b02-14_P014_087.pdf
あ、EV１４とEV１４Mが別物の可能性もあるかもですが。
正解にたどり着くために、ユニットで水車と発電機を切り分けていろいろ
試せたらなと思っています。
今は水車一式、外して持って帰ってきましたが、それも本当にしんどい作業だったので
今度は水車は基礎としっかり溶接でもして、動力伝達装置とモーターのみの
交換で検証しつつ運用目指したいと思っています。
チェーンの方には、トルクの関係でタイミングベルトだと振動が出やすいから
駄目なんだよと指導されたと思っています。
そうですよね？
父の友人の隠居機械エンジニアの方が手伝ってくれてるので、強度計算などはそれほど
問題はないのではとは思っています。
彼はタイミングベルトは推奨していませんでしたけど、父が採用決めたそうです。
一台が発電機じゃなくて電動機動作になってしまい、破壊して連鎖という可能性もあるかも・・・（＾＾；）
異常時の緊急停止機能（電気的な開閉のほか、水車への給水を切るなど）も
検討する価値があるかもですね・・・
事故時に、けが人が出なくてホントよかった・・・軸ズレるってどんな衝撃だったんだろう(ｶﾞｸﾌﾞﾙ
タイミングの精度は必要ないはずなので強度耐久性を優先すれば良いと思います
プーリ径をなるべく大きくとればどうですかね
あと、単位はミリメートルで統一するとメカ関係者とは
業界の習慣的に意志疎通がしやすいと思います
それは多分、無いと思います。
>>50
水路の堰もあります。その辺は大丈夫です。父は電験三種持ちでした。
今は水も止めています。
バカは糞して寝ろ
7kW超のエネルギー持ってる水がする仕事ってのは
定格時だけで見るんじゃなく、トラブルで軸止まったときとか
低回転の時にどれだけ軸トルクが発生するかまで考えなければならんのだ
水流に限度があるから低回転になった分が全部トルクになってかかってくるんだよ
定格60rpmだけ見て選定してもダメ
そこで選定しても10rpmでは許容が下がり破断する仕組みだ
逆に言えば水車は想定以上の回転数以上には上がりえないから
発電機の選定は楽になる
以前まではせいぜい0.2～0.5kWのもので直結しており、問題なく稼働しています。
今回、ただモーターも水車もそのまま大きくした感じで、加速器始め、動力伝達装置は
ノウハウがなかったんだと思います。
金使って頑丈に作れｗ
なるほど・・・ いや、さっき帰りのバスの中で、 異常気象で10年に一度の
大雨増水時の状態とかどうなるのかなぁ・・・と思って
心配になったけど平常状態ですらそんな罠があったんですねぇ・・・ひとごとながら、勉強になります！（＾ｐ＾）
気になった点
・(上記)異常増水時の各機構要素の挙動／ふるまい
・ブリッジダイオードの故障時 断線時、および 短絡時の挙動／ふるまい
・インバーターの動作停止時（過熱による安全装置作動、など）の挙動／ふるまい
他人父が趣味というか道楽の事業で依頼を受けたものです。
すでに赤字ですが終わらせたいという感じです。
動画を見るとペルトン水車なんですが…
この際、きっちり電気の勉強（特に電気機器と発電工学）してみたら？
一連の流れを見てたら危なっかしすぎるんです
電気はいろいろ危険なので保安の監督のために主任技術者制度がある
有資格者のお父様でさえ困難なお仕事だったのではないでしょうか
はい、自分は職能はシステムエンジニアなんですが、こういう事情もあって
電験三種目指しています。
とはいえ、水力に関しては保安系の範疇をちょっと超えてるのと、
機械工作に関してもいろいろ学んではいるところですが、なかなか一度に理解が
追いつかない感じです。
父もこの大きさは初めてなことも有り、試行錯誤するつもりだったのではと思います。
この事業、自称自然再生エネルギーコンサルに騙された人が父に頼ったところから始まっています。
60rpmから2kW取り出すのはトルクを考えれば、モーター定格が2000rpmだろうが300rpmだろうが
同じで動力伝達の方に課題が有るという理解が得られたのは感謝です。
>>60
いや、水車のタイプが違うし
プーリーのサイズも違うし
スペースの都合で直結できないとかいう話だったので
違う場所の参考映像ではないかと・・・
増水したって水車小屋の構造からして水はオーバーフローして水車に来ないだろ
インバータが故障したら断線で空発電してるのと同じ
ショートさせて回してんじゃないんだから無負荷に近い空回りだろう
60rpmは水車としてはかなり低速だが
大型の風力発電はもっと遅いので技術的に未成熟という訳ではない
歯車増速機が賢明じゃないかな
増速比が不足なら増速機の後ろでベルトと組み合わせる
発電機は普通の三相誘導機を誘導発電機として使う（丈夫で安価）とか
あともし電気に強いなら
始動時に水力ではなく電気で始動させることができれば
動力伝達系の選定は定格時だけで考慮して安価にできる
大型風車も始動は電気で回すんだよ
もっとも三相モーターであるからそうせざるを得ない点もあるが
何より増速ってのは始動の負担が最も大きなリスク
なるほど、確かに動力も使えば一定速で安定運用できますね。
多分、水力ならそれほど回転数の急激な変化やばらつきが少ないと考えて
始動時の補助を考えなかったのかもしれません。
しかし、今回のは大きいので不安定な状況を監視した方がいいかもしれません。
発電モーターの挙動を複雑にしたくないので、変な話ですが、アシストみたいな
モーターをつけて、加速器側プーリーが一定速で動くようにすれば現行でも
振動が抑えられそうに思えてきました。
なんだか面白そうな気がしてきました。
＞オーバーフローして水車に来ない
そういう余水吐き（洪水吐き）を、設けるのが定石とはいえ
その事例でも あるものと決めつけるのは危ないんじゃね？
＞無負荷に近い空回り
今回６０ｒｐｍというのは実測値に過ぎず、それが負荷のある時だとすると
そういう（無負荷）時の発電機出力電圧とか水車回転数は
どうなるか？とか考えると一連の議論の前提に難があったかな、と。。。
>>67
歯車にすればベルトの断裂は避けれるだろうけれど
それがいいことなのか悪いことなのか
今回の事故ではベルト断裂と水車軸ズレで
収まったみたいだけれど それがある意味安全装置として
働いてくれなくなると・・・（がくぶる
とはいいつつ、そっちの話なのですが
空間的制約で云々については、
増速器でぐぐると入力軸と出力軸が必ずしも対面とも限らないみたいだから
入出力が90度のがあれば プーリー介さずとも直結できる可能性もあるかな、とは思いました（＾ｐ＾；）
ホビーならともかく許認可も必要な事業に真面目に取り組むなら
こんな匿名井戸端談義あてにせず責任ある設計業者に注文することだ
貯水槽はオーバーフローするようになっています。
また増水時は上流の方で自治体か電力会社で制限されるそうです。
水車回転の負荷時の実測値は下限50rpm、上限80rpmくらいでした。
安定して出るのは60rpm。
確かに増速機は出力軸がずれてるものもありますね。
>>71
一応、父がそうだったんですが、今まで手がけたのより大きいのです。
他の自然再生エネルギーコンサルが許認可だけ取ってバックレたお手つき案件を
小水力発電の本を出版していたため、父が相談された感じです。
一定速が望みなの？
それならガバナ機構を使う
可変フライホイールのようなものだ
それでもタイミングプーリ起因の振動対策にはならん
回転変動対策なだけだ
回転数か電力出力見ながら水量調整した方が安いか
だから水車ってのは流速に限度あるんだから
回転数が異常に上がるってことはあり得ないっての
みんな思い付きで妥当を知らないからだよ
素人の押し問答
逆にいえば、わかっている者なら
「本当のところをこんなところでタダで教えるもんか」
そりゃこの規模になれば業務範疇だろう
趣味で軽トラ買う人は大勢いるだろうけど
趣味で大型トラック買う人はそうはいない
ボランティアで輸送は請けないだろう
いや今回の投稿でいろいろ勉強できて982氏には感謝だわ☆彡
おいらもいつか、もっと小さいやつを試してみたいし・・・
ホントのマイクロ水力、屋根の雨水発電（＾ｐ＾） ２Wぐらい？ｗ
>>72
なるほど直前に貯水槽があってそこにバッファリングしているんですね・・・
静水圧はオーバーフロー水位から算出できるとおもいますけど、
水って（水撃現象に顕著なように）慣性がありますから
10年に一度の豪雨とかの流入速度とかってどうおしはかるんでしょうねぇ・・・
ご尊父の記された書籍や蔵書などに、そのあたりの言及はありませんか？（・∀・
>>76
参考までに、理論限界の水の落下速度はどれくらいなんですか？
また、お詳しそうなのでお教え願いたいのですが
今回の案件ではベルト破断や水車軸が外れる事故に至っていたそうですが
それはどの辺に起因する現象と考えると蓋然性が大きそうですか？？
そのとおりです。
SEの立場から言えば、完成していないプロジェクトを引き継ぐくらいなら
設計から見直して作り直した方がいいと思います。特に今回のように
前任者の意図がわからない時は。
どの方向性でゴールを目指そうにも、各々の経験や得意分野に左右されるでしょう。
実際、やり方は何通りも有ると思います。
もちろんベストは有るでしょうが、どのやり方でも、それなりにゴールには近づけると思います。
だから意見が割れてしまうのでしょう。
なにごとも方針を決めて、ひとつずつ課題を解決していくしか無いと思います。
方針を決めない限り、次の課題も見えませんし。
自分は発電モーターの選定の見直しを考えましたが、そうではなく動力伝達の
改善をまず目指すべきだと決断できました。みなさんに感謝しています。
77でナマイキ書きましたすみません
というのは、話題としては面白いのですが
やはりこういう場ですのでネタ的なものに留めておいた方がいいのではと思った次第
その砂の山のような話中から砂金を集めるように内容を選りすぐり
些細な知識のいくつかでも集められたら儲けものですね
てめーは何仕切ってんだ？
なんで匿名掲示板ではネタ止まりなんだよ？
タダで教えないってのはてめーだけの思考だろ
タダだろうが有料だろうが、ブレーンストーミングやりまくればいい結果に進むんだよ
車のオルタネーターは定格が4000rpmと結構、高速なんです。
多分、1500rpm程度ではアイドリング未満になるんではないかなと。
それで選択肢から外しました。
なお、ここで相談する前は300～600rpmの中華製風力水力オルタネーターを検討しましたが
特性表も出せないと言うし、何かあると企業秘密とか言うのでやめました。
>>81
わいわい、ああでもない技術談義は楽しいですよね。自分も好きです。
当事者じゃないから言える、こんなやり方出来ないのとか。とらわれない発想もありえますが、
やっぱり基本があってこそですね。技術の世界は。
ちなみに電験三種持ちは、水力発電に目覚める人が結構、いるそうですが父もその一人だった
と思います。違いは長く、道楽半分で続けられたことでしょうか。
リタイアしたエンジニア仲間と一緒に。
あの、ミニチュア機関車にはまる感覚かもしれないですね
技術や知識を小規模ながらも通しで実践してみる、みたいな
どうでしょう。純粋に発電したかっただけだと思います。チャレンジできる資格ですからね。
売電以前から取り組んでましたし。国の内外問わず、電気が来てない山奥にとか。
増速器の場合は（原理的には傘状の歯車で伝達はできるんだけど）
ちょっとモジュール完成市販品だと見当たらなかった・・・見間違いだスマン
壊れてナンボのお気軽ホビーならアリだろうね
コラコラｗ ぶっちゃけだめでしょ
たいてい減速機構は虫（ウォーム）歯車なんだから逆向きじゃ回せないよ壊しちゃうよ・・・
＞振動が抑えられそう
・・・振動が再現するのは始動時だけなんですか？
（揚水発電所の起動時なんかは水車室に圧縮空気入れて空気ためて水を抜いて
負荷が小さい状態に整えてから回転開始して速度が出てから注水するらしいけど）
この案件の場合、インバーターと発電機を電気的に断つ事でも
負荷は下げれるのではないかとも思いますし
回転数が大きくなるまでは給水量を絞ることでも
急激な過負荷は避けられるのではないかと思いますが
どのような操作下・状況で異常振動が再現しているのですか？
それはあなたの固定概念
色々あるのよ
ロス多いしね
水車の出力軸→ 「電磁クラッチ」 →増速機→モータ
って構成にするとオーバートルクでも滑るだけでかと思うんだけど
クラッチって小出力水力発電ではなんで流行ってないんでしょうか・・・どなたかご存知ですか？
プーリーとプーリーに長めのベルトがかかってて
ゆるいから普段は空転してて
クラッチをつなぐときはベルトにテンションローラーを押し付ける構造だけど
タイミングベルトとチェーンで振動にそんなに差があるものなの？
自転車でチェーン引きを締めてテンションを上げるとゴリゴリ感が出てくるけど
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