イルグナ方式：直流電動機の速度制御技術
家電を知りたい
イルグナ方式について教えてください。
家電製品マニア
イルグナ方式は、ワードレオナード方式における直流電動機の速度制御方式の一つです。発電機の駆動機を巻線形誘導電動機とし、滑り調整器を設けます。電動発電機軸にはずみ車を直結します。
家電を知りたい
滑り調整器の役割は何ですか？
家電製品マニア
負荷の増大に伴って二次抵抗値を増し、滑りを大きくする機構です。急激なピーク負荷時には誘導電動機の二次抵抗が増加し、速度が低下します。はずみ車に蓄えられたエネルギーが放出され、ピーク負荷を賄います。
イルグナ方式とは。
「イルグナー法」と呼ばれる家電用語は、直流電動機の速度を制御する方法です。ワードレオナード法を応用し、発電機の動力に巻線形誘導電動機を使用しています。誘導電動機には滑り調節装置（二次抵抗器）を備えており、負荷が増加すると抵抗値が高まり、誘導電動機の速度が低下します。
この方式では、電動発電機の軸にフライホイールを直接接続しています。直流電動機に急激な負荷がかかると、誘導電動機は二次抵抗を増やして速度を落とし、フライホイールに蓄えたエネルギーを放出してピーク負荷を吸収します。これにより、電動機への衝撃が緩和され、交流電源への影響も低減されます。また、誘導電動機の出力を小さくすることもできます。
この方法は、圧延機など大容量の設備に使用されています。
イルグナ方式の概要
イルグナ方式直流電動機の速度制御技術
-イルグナ方式の概要-
イルグナ方式は、直流電動機を駆動する速度制御技術です。この方式では、一定の励磁電流と可変の電機子電流を電動機に供給することで、電機子電流を制御して速度を調整します。電機子電流が変化すると、電動機が生成するトルクも変化し、速度を制御することができます。イルグナ方式は、低コストで実装が容易であり、直流電動機の速度制御に広く使用されています。
ワードレオナード方式との違い
イルグナ方式では、制御用発電機は励磁電流を制御することによって速度を調整します。速度を上げたい場合は励磁電流を増加させ、速度を下げたい場合は励磁電流を減少させます。一方、ワードレオナード方式では、速度制御発電機の励磁電流と電動機への電圧を制御することで速度を調整します。
したがって、イルグナ方式はワードレオナード方式と比較すると、制御用発電機が簡単な構造であるという利点があります。また、速度の変化に対して励磁電流の変化が速く、応答性に優れています。ただし、イルグナ方式はワードレオナード方式と比較すると、電力損失が大きいという欠点があります。
仕組みと動作原理
イルグナ方式は、直流電動機の回転速度を制御する技術です。その仕組みは、電動機の回転子電流の位相を変えることで、モーターのトルクと速度を制御することです。
まず、発電機から交流電圧をモーターの固定子（界磁巻線）に入力します。このとき、回転子（電機子）には、発電された交流電流とは周波数が異なる交流電流が誘導されます。次に、回転子の電流は、可変抵抗器を介して周波数調整器に接続されます。周波数調整器は、回転子の電流の周波数を制御することで、回転子電流の位相を調整します。
この位相調整により、モーターの界磁の回転方向や強さが変化し、モーターのトルクと速度が制御されます。具体的には、位相を遅らせることでトルクが増大し、速度が低下し、位相を進めることでトルクが減少して速度が増加します。
優位点と欠点
優位点イルグナ方式は、直流電動機の速度を正確に制御できる技術です。アーマチュア回路と界磁回路を別々に制御するため、モーターの速度を様々な負荷条件下で安定させることができます。また、トルクの調整も柔軟に行えるため、用途に応じて最適化することができます。
欠点一方で、イルグナ方式にはいくつかの欠点もあります。アーマチュア回路と界磁回路の両方を制御する必要があるため、システム全体が複雑になり、高コストとなります。また、スイッチング損失が発生するため、効率が低下する可能性があります。さらに、高電圧を扱うため、安全対策を十分に行う必要があります。
応用例と産業における役割
-応用例と産業における役割-
イルグナ方式は、産業分野において、さまざまな直流電動機の速度制御アプリケーションに幅広く使用されています。その応用例としては、以下のものが挙げられます。
* -産業機械- 搬送コンベヤー、工作機械、ロボットなどの産業機械では、正確かつ効率的な速度制御が求められます。イルグナ方式は、このような用途で、モーターの速度を正確に調整し、自動化されたプロセスを最適化できます。
* -電車- 電車では、加減速時の滑らかな走行が重要です。イルグナ方式は、電車のトラクションモーターの速度を制御することで、快適で安全な乗車体験を提供できます。
* -エレベーター- エレベーターでは、乗客の安全と快適性が最優先事項です。イルグナ方式は、エレベーターモーターの速度を制御することで、スムーズな昇降を実現し、乗客の安全を守ります。
* -医療機器- 医療機器では、正確かつ安定した速度制御が不可欠です。イルグナ方式は、医療機器のポンプや遠心分離機などのモーターの速度を制御し、患者の治療に貢献します。
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