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haratkhr技報

SRモータ技術研究所

単相誘導モーターの原理

この技報の単相誘導モーターの概要、原理は以下のとおりとです。

 

 相誘導モーターのローターはかご型ローターを使用しています。

単相誘導モーターは主巻線のみでトルクが発生し、定格回転できます。

一度回転させると、回転方向が決まるが、両方向に回転できます。

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かご型ローターが停止状態で、主巻線にAC電源を接続すると、主巻線には、90°遅れた励磁電流と2次電流に対応した1次電流が合成され流れますが、トルクは発生せず、回転しません。

この時の2次電流の値はAC電源電圧、2次電圧、かご型ローターの速度起電力、かご型ローターの抵抗と主巻線の抵抗で決まり、AC電源と同相です。

外部の力でローターを回すと、主巻線の磁束により、ローター導体に励磁電流と同相の速度起電力が発生し、速度起電力より90°遅れた励磁電流が流れ、主巻線の磁束と直交する直交磁束が発生する。

直交磁束はAC電源より180°遅れ、主巻線の2次電流はAC電源の反転位相であり直交磁束と2次電流は同相となる。

主巻線の2次電流と直交磁束によりユニバーサルモータと同様に、AC電源の極性に関係なく、同方向のトルクが発生する。

ローターを一定速度以上までまわすと、直交磁束が大きくなり、発生したトルクが発電のトルクより大きくなると、自らローターを回転させ、ローターの回転速度が上昇し、かご型ローターの速度起電力が2次電圧とほぼ等しくなる回転数で回り続けます。

(直流モータの回転数が速度起電力と電源電圧の関係できまるのと同様です。)

始動巻線の電圧を測定すれば、直交磁束の値、位相を推定できます。

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 単相誘導モーターの原理を見直すことにより、制御方法を明確にできました。

その結果を基に、特殊インバータ回路を使用した新方式の始動方式の検討を始めました。

直流モータと同等の始動トルクが得られると予想しています。

詳細は後日紹介します。