コンデンサ始動誘導電動機：単相誘導電動機の始動方法
家電を知りたい
コンデンサ始動誘導電動機ってなんですか？
家電製品マニア
単相誘導電動機の始動方式のひとつで、コンデンサを直列接続して始動トルクを得るものです。
家電を知りたい
単相誘導電動機はそもそも始動トルクがないんですか？
家電製品マニア
はい。主巻線のみでは始動トルクが得られないため、始動装置が必要なのです。
コンデンサ始動誘導電動機とは。
電気用語に「コンデンサ始動誘導電動機」というものがあります。これは単相誘導電動機の一種で、始動時にコンデンサを使って始動用コイルに電気を流すことで始動トルクを得る仕組みです。
単相誘導電動機は、主コイルだけでは始動トルクが発生しないため、始動用の装置が必要です。コンデンサ始動方式は、固定子（ステーター）のコイルに工夫を施した始動装置を用いたもので、他にも、固定子の磁極に工夫を施した「くま取りコイル始動方式」や、回転子（ローター）のコイルに工夫を施した「反発始動方式」などがあります。
単相誘導電動機の始動の仕組み
単相誘導電動機の始動の仕組み
単相誘導電動機は、単相交流電源で動作する誘導電動機です。しかし、単相交流では始動トルクが発生しないため、始動時は補助手段が必要です。そこで、コンデンサ始動誘導電動機では、始動時にコンデンサを直列につなぐことで、始動トルクを発生させています。
コンデンサがつなぐと、回転磁界が生成され、その磁界によってローターに巻線電流が誘導されます。この電流が、ローターと回転磁界との相互作用により、始動トルクを発生させます。始動トルクが十分になると、コンデンサは切り離され、電動機は自己始動で運転されます。
コンデンサ始動誘導電動機の構造
コンデンサ始動誘導電動機の構造は、単相誘導電動機とは異なるいくつかの特徴を持っています。最も重要な違いは、始動巻線と始動コンデンサの追加です。始動巻線は、主巻線とは90度ずれた位置に配置され、始動時に補助的な磁束を発生させます。この補助磁束により、回転磁界が生成され、モーターが回転し始めます。始動コンデンサは、始動巻線と並列に接続され、始動巻線に必要な電流を提供します。始動巻線と始動コンデンサは、モーターが特定の速度に達すると自動的に遮断され、主巻線のみで動作するようになります。
コンデンサ始動誘導電動機の始動方法
-コンデンサ始動誘導電動機の始動方法-
コンデンサ始動誘導電動機は、単相誘導電動機の始動方法の 1 つとして用いられます。この方法では、始動時に補助巻線に コンデンサ を接続することで、磁界の位相差を生み出し、始動トルクを発生させます。
始動プロセスは次のとおりです。電動機に電圧をかけると、主巻線に流れる電流が回転磁界を発生させます。同時に、補助巻線にも電流が流れ、コンデンサによって位相が遅れた磁界を発生させます。この位相差により、回転磁界が形成され、電動機のローターが回転し始めます。
始動トルクが十分になると、補助巻線とコンデンサが回路から切断され、電動機は主巻線のみで運転します。この方式は、比較的始動トルクが大きい単相誘導電動機に適しており、エアコンや冷蔵庫などの家電製品や、小型の産業機器など幅広く使用されています。
コンデンサ始動誘導電動機の優位性
コンデンサ始動誘導電動機の優位性
コンデンサ始動誘導電動機は、単相誘導電動機の始動方法の一つとして広く採用されており、以下のような優位性があります。
まず、始動トルクが大きく、負荷が大きい機器の始動に適しています。また、始動電流が小さいため、配線容量が小さく済み、コストを削減できます。さらに、始動時の電力損失が少ないため、エネルギー効率に優れています。
さらに、コンデンサ始動誘導電動機は、構造が比較的単純でメンテナンスが容易です。そのため、長期にわたって安定した稼働が期待できます。このことから、ポンプ、ファン、エアコンなど、さまざまな用途で広く使用されています。
その他の単相誘導電動機の始動方法
その他の単相誘導電動機の始動方法としては、抵抗始動法とインダクタンス始動法が挙げられます。抵抗始動法では、始動時にローター回路に抵抗を挿入して始動トルクを増加させます。抵抗は徐々に減らして、電動機が定速運転状態になると取り外します。インダクタンス始動法では、始動時にローター回路にインダクタンスを挿入して、誘導起電力を発生させて始動トルクを得ます。インダクタンスは減衰するにつれて、ローター電流が減少し、電動機が定速運転状態になります。
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