均圧結線とは？その役割と効果

家電を知りたい

均圧結線ってなんですか？

家電製品マニア

多極直流機などで、ブラシ間で電機子並列回路が多い場合に発生する循環電流を防ぐための、低抵抗の導体のことだよ。

家電を知りたい

循環電流を防ぐ？それはどういうことですか？

家電製品マニア

ギャップや磁気抵抗の不均一などで、各回路の起電力に差が生じると、同じ極性のブラシ間で循環電流が流れるんだ。この循環電流が火花の発生の原因になるんだよ。均圧結線によって、理論上同電位であるべき箇所を結ぶことで、循環電流の大部分がそこへ流れるようにして、火花を防ぐんだ。

「均圧結線」とは、電機子のコイルの端部（コイルの上端と下端が交差する点）を接続する、抵抗の低い導体のことを指します。

直流機のブラシ間で電機子の回路が複数並列に接続されている場合（重ね巻きや多重波巻きなど）、ギャップや磁気抵抗のばらつきにより、各回路の電圧に差が生じることがあります。このとき、同一極性のブラシ間を循環電流が流れ、火花の原因となります。

理論的には電位が等しいはずの場所を均圧結線で接続することで、循環電流の大部分がそちらへ流れます。均圧結線はブラシでの火花防止だけでなく、低抵抗で循環電流を自由に流すことで、各極の起磁力のバランスを調整する役割も果たします。

均圧結線とは、電気系システムにおいて、複数の電池や電源を並列に接続して、電圧と電流をより安定させるための技術です。この目的は、負荷変動による電圧降下を防ぎ、機器の安定した動作を確保することです。均圧結線を使用することで、システムの信頼性と可用性を向上させ、機器の寿命を延ばすことができます。

多極直流機は、直流発電機または電動機であり、複数の電機子コイルが平行に接続されています。電機子コイルは、回転するアーマチャに配置されており、磁界と相互作用して電磁力を発生させます。この電磁力は、電機子コイルに電流を誘導します。

多極直流機の電機子コイルが平行に接続されている場合、それぞれの電機子コイルに誘導される電圧が異なります。これは、電磁界のゆがみやコイル間の距離の違いが原因です。この電圧差が大きくなると、電機子コイルに過電圧が発生し、絶縁破壊につながる可能性があります。

均圧結線は、多極直流機の電機子コイルの電圧を均等にするために使用されます。均圧結線により、各電機子コイルの電圧が近似値になり、過電圧による絶縁破壊の可能性を低減します。

均圧結線は、電子機器や電気設備の金属筐体の電位を均等化し、それらの間の電位差を低減する手法です。この均圧により、循環電流と呼ばれる機器の接合部や配線を通る不要な電流が抑制されます。循環電流は、機器の過熱や故障、電磁干渉（EMI）の原因となる可能性があります。

均圧結線は、すべての金属筐体を接地またはグランドに接続することで行われます。これにより、機器間の電位差が低減され、循環電流が流れにくくなります。また、過電圧やサージが機器に侵入した場合、均圧結線によりエネルギーが安全かつ制御された経路へと誘導され、損傷を防ぎます。

均圧結線は、ブラシ火花を防止するための重要な仕組みです。ブラシは、発電機や電動機において電気的な接続を行う際に使用される滑らかな接触体で、これらのブラシと整流子または滑車との接触において、接点が瞬間的に離れると放電現象が発生し、それがブラシ火花の原因となります。

均圧結線は、ブラシとブラシホルダーをすべて電気的に接続し、電位差を均等にすることで、ブラシが整流子または滑車から離れる際に、電流が他のブラシを通って流れ、電位差を相殺します。これにより、ブラシ火花が発生するのを防ぎ、機器の信頼性と寿命を向上させます。

均圧結線は、三相交流回路における起磁力をバランスさせ、電流の流れを均等に分配するのに役立ちます。三相回路では、各相に電流が流れていますが、負荷の不平衡により、各相に流れる電流の大きさに差が生じることがあります。この場合、各相の起磁力にも不均衡が生じます。

均圧結線は、各相の巻線を接続することで、それぞれの起磁力を相殺し、合計起磁力をゼロにする働きをします。これにより、起磁力不平衡が修正され、負荷に均等に電流が流れるようになります。結果として、回路の効率が向上し、発熱や過電流を防止できます。

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