三相誘導電動機の仕組みと特徴
家電を知りたい
先生、『三相誘導電動機』ってどういう仕組みですか？
家電製品マニア
三相誘導電動機は、三相交流によって駆動する電動機だよ。固定子と回転子に独立した電機子巻線があり、三相交流によって回転磁界が発生します。
家電を知りたい
回転磁界によって何が起こるんですか？
家電製品マニア
回転磁界が回転子巻線に電磁誘導によって電圧を誘起し、電流を流します。この電流と回転磁界の磁束により、回転子にトルクが発生して回転するんだ。
三相誘導電動機とは。
家庭用電化製品でよく使われる「三相誘導電動機」と呼ばれるモーターがあります。
このモーターは、三相交流電流によって動作します。モーター内部には、固定子と回転子があり、それぞれに独立した電磁石のコイル（電機子巻線）があります。
電流を固定子のコイルに流すと、回転する磁場が発生します。この磁場が回転子のコイルに電磁気を誘導し、電流を発生させます。この電流と回転磁場の磁力によって、回転子に力が発生し、回転磁場と同じ方向に回転します（フレミングの左手の法則）。
固定子のコイルを一次巻線、回転子のコイルを二次巻線と呼びます。一次側と二次側とも呼ばれます。
三相誘導電動機の構造
三相誘導電動機の構造は、以下の主要な構成要素で構成されています。
* -スタータ- モーターに電力を供給し、回転子と固定子の間の回転差を作成します。
* -固定子- モーターの外側の静止部分で、スロットに巻かれた導体で構成されています。
* -回転子- モーター内の回転部分で、導体のケージまたは巻線を備えています。
* -気隙- 固定子と回転子の間の狭い空間で、磁気的な結合を提供します。
* -端子箱- モーターへの電気的接続を提供します。
三相交流による回転磁界の発生
-三相交流による回転磁界の発生-
三相誘導電動機で回転磁界を発生させるには、三相交流電源が利用されます。三相交流とは、位相が互いに120度ずれた3つの交流電圧で構成されたもので、それぞれU、V、Wと表されます。これら3つの電圧が電動機の巻線に接続されると、巻線に3つの交流電流が流れます。
この3つの交流電流が流れると、巻線を取り巻く空間には回転する磁界が形成されます。この磁界は、3つの巻線の電流が互いに120度ずれていることで、単一の磁極ではなく、絶えず回転する磁極を形成します。この回転磁界が、ローター（回転子）の導体内で起電力を発生させ、ローターに電流を流します。
電磁誘導による回転子の回転
三相誘導電動機において、電磁誘導によって回転子が回転する仕組みを説明します。まず、ステータと呼ばれる固定子には、3つの位相の巻線が120度ずつずれて配置されています。この巻線に交流電流を流すと、回転磁界が発生します。この回転磁界は、回転子と呼ばれる移動子内の導体に電磁誘導で電流を発生させます。発生した電流はローレンツ力により回転子にトルクを発生させ、回転磁界を追従するように回転子を回転させます。つまり、回転子は回転磁界の速度よりもわずかに遅れて回転し、この回転速度差によってトルクが発生しています。
フレミングの左手の法則
フレミングの左手の法則とは、三相誘導電動機の磁界と電流が相互作用してトルクを発生させる仕組みを説明する法則です。この法則に基づき、親指、人差し指、中指の三本の指を直交させて右手を使うことで、磁界の方向、電流の方向、そしてトルクの向きを決定できます。
親指を磁界の方向、人差し指を電流の方向、中指をトルクの向きとすると、これらの3つの指は互いに直交します。この法則は、三相誘導電動機だけでなく、発電機や変圧器などの他の電気機器にも適用できます。
一次側と二次側
三相誘導電動機の一次側と二次側
三相誘導電動機は、一次側と二次側の2つの主要な部分によって構成されています。一次側は、電磁界を発生させるための巻線で構成されています。電磁界はローター（二次側）を回転させ、仕事を行わせます。二次側は、導体棒またはコイルで構成され、一次側の電磁界と相互作用して、電流を発生させます。この電流は、電磁力が発生し、ローターを回転させます。一次側と二次側の間に物理的な接続がなく、電磁界を通じてのみ相互作用するため、メンテナンスや修理が容易です。
＼ 最新情報をチェック ／
