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haratkhr技報

SRモータ技術研究所

三相誘導モータ

三相誘導モータの動作は一般に「回転磁界と滑り」で説明されます。

 

三相誘導モータの固定子は各相の巻線が電気角で2π/3ずつずらして巻線され、一次に流れる三相の励磁電流によって固定子の中を一定速度で回転する回転磁界を生ずる。

二次側の回転子はこの回転磁界によって巻線内に起電力及びそれに伴う二次電流を生じ、トルクが発生する。

二次巻線が同期速度で、回転磁界の回転方向と同じ向きに回転すると、二次巻線には電磁誘導による起電力は生じないから二次電流も流れず、トルクは得られない。

 二次巻線内に起電力及びそれに伴う二次電流を流し、トルクを生ずるためには、二次巻線は必ず回転磁界より遅く回転していなければならない。

 

この技報の三相誘導モータの動作はは以下のとおりとです。

 

三相誘導モータのローターはかご型ローターを使用しています。

かご型ローターが停止状態で、A相の巻線に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。

この時の2次電流の値は2次電圧、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電源と同相ですが、トルクは発生せず、回転しません。

他のB相、C相の巻線に2π/3ずつずらしたAC電圧を印加すると、各相とも90°遅れた励磁電流が流れ、合成された磁束は、A相の磁束と直交する直交磁束になります。

A相の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します。

発生したトルクでローターが回転し、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(同期速度)になると2次電流の値がほぼゼロになり、トルクがゼロになり、回転速度の上昇がなくなり、同期速度より少し低い回転数で回り続けます。

 すなわち、

A相の2次電流とB相、C相による直交磁束が直交することによりA相のトルクが発生する。

相の2次電流とC相、A相による直交磁束が直交することにより相のトルクが発生する。

C相の2次電流とA相、B相による直交磁束が直交することによりC相のトルクが発生する。

 総トルクはA相のトルク、B相のトルク、C相のトルクの合計となります。

 2次電圧と速度起電力との差で決まる2次電流でトルクが生じ、回転数がきまります。

電圧と速度起電力との差で無負荷回転数が決まるしくみは直流モータと同等です。