誘導電動機の原理や特徴について~管工事施工管理技士に必要な知識~

はてなブックマークに追加 Twitterでシェア Facebookでシェア Google+でシェア

家庭用電気製品のほとんどは誘導電動機の交流モーターを使用しています。
誘導電動機は私たちの生活に必要不可欠なものです。
これから、誘導電動機の原理や特徴・使用例・構造・回転数など詳しく説明していきたいと思います。
管工事施工管理技士にとっては必要な知識です。
試験勉強している人や資格取得を志している人はぜひ参考にしてください。

  1. 誘導電動機の原理
  2. 誘導電動機の特徴
  3. 誘導電動機の使用例や注意点
  4. まとめ

1.誘導電動機の原理

電験3種試験の問題にも出る誘導電動機の原理について説明します。
原理をしっかり把握しておけば、家庭用家電製品の仕組みも理解できるでしょう。
基本原理はもちろん。等価回路についても詳しくお話します。

1‐1.固定子による回転磁界と誘導電流

誘導電動機は交流電動機の代表例です。交流電動機とはいわゆる交流を入力とする電動機を指しています。
電気の交流によってモーターの回転を誘発しているのです。
誘導電動機の原理について簡単に説明すると、固定子がつくる回転磁界と電気伝導体による誘導電流で成り立っています。
電動機や発電機に固定している電機子や界磁が「固定子」です。
固定子は回転磁界を生み出します。生まれた回転磁界によって電気伝導体の回転子に誘導電流が発生するのです。
そして、誘導電流によってすべりに対応した回転トルクが生まれます。
トルクとは、回転軸まわりに発生する力のモーメントです。
回転トルクが発生することでモーターが動きます。

1‐2.回転の基本原理はフレミングの右手の法則

「フレミングの右手の法則」は中学校で習う基本原理です。
基本的に、誘導電動機の基本はフレミングの右手の法則になります。
回転子導体の回転磁界は右まわりになるでしょう。
裏から表に向かう起電力が発生するため、導体に電気が流れることになります。
そして、電流と回転磁界の間に電磁力が生まれるのです。
回転子導体は右方向へ、回転磁界のほうへ引っ張ることになるでしょう。同期電動機と同じく右方向に回転するようになります。
しかし、誘導電動機は回転磁界と回転子の速度差に比例して減少するので同期速度は0です。
一般的に回転速度は同期速度以下になるでしょう。
つまり、導体に電気を流して回転子を電磁力で引っ張り同期速度以下で回転する装置です。

1‐3.等価回路について

ある特定のものに関して、類似している関係にした回路を等価回路といいます。
誘導電動機では「固定子巻線」と「回転子巻線」の関係です。
一般的に誘導電動機の等価回路は変圧器になります。
しかし、誘導電動機の場合は回転子鉄心との間にすき間が生まれるでしょう。
すき間によって磁気抵抗が大きくなります。
よって、励磁磁束を得るために励磁電流が変圧器よりも必要になるでしょう。
変圧器の等価回路と同じでも異なる部分はあるので要チェックです。
誘導電動機のL型等価回路は電圧をさげるほど電流が増えると覚えておいてください。
まさに、誘導電動機の特性といえる部分でしょう。

12