【電気電子工学】三相誘導電動機の原理について解説

電気電子工学

三相誘導電動機とは

以下の動画を見ると3DCGで原理の理解、もしくはイメージが湧くので視聴してください。

誘導電動機の仕組みとは?

 

誘導電動機の原理

誘導電動機の意味について調べると

誘導電動機(ゆうどうでんどうき、Induction Motor、IM)は、交流電動機の代表例である。 固定子の作る回転磁界により、電気伝導体の回転子に誘導電流が発生し滑りに対応した回転トルクが発生する。

引用:「誘導電動機」

https://ja.wikipedia.org/wiki/誘導電動機

固定子と呼ばれる固定された電機子が回転磁界を作ります。この原理に関しては後ほど簡単に紹介します。この回転磁界が生じると誘導電流が生じます。誘導電流を度忘れしてしまった人は以下の動画が参考になるのでチェックしてください。

電気@12~電磁誘導(誘導電流、誘導起電力、レンツの法則)と誘導起電力の大きさ(ファラデーの法則)~(高校物理)

電流と磁界が発生することにより、回転子を回転させる力(トルク)が発生する仕組みです。家庭用電化製品の多くはこの誘導電動機を使っています。

イメージ図がわかりづらいのはお許しください。以下の参考書はハード系エンジニアになる方は読んだ方がいいでしょう。自分用の1冊を購入して、教授から聞いた部分や自分で理解したところをメモすれば一生の財産になるはずです。

三相誘導電動機の原理

固定子はなぜ回転磁界を作るのか

では次に固定子がなぜ回転磁界を作るのかという点について解説していきます。まず6個の固定子( A_1 ~ B_3 )が円周上(回転子の)に設置されているとします。

固定子にはこれから三相電流を使って電流を流すので、ある時間における電流の流れる向きを図に書いています。ちなみに三相電流というのは位相が120°ずれた交流電流のことです。以下の図のような感じです。

実際に固定子に電流を流すと、右ネジの法則によって各固定子に回転磁界が発生します。

これらの磁界を足し合わせるとある方向を向いた合成磁界が現れます。

これはある時間の合成磁界であり、時間が変われば磁界が回転します。というのも時間が変化すると各固定子に流れる電流の向きが変化するので、変化するに合成磁界が回転するように三相誘導電動機は設計されています。

三相誘導電動機など電動機を学べる人気の参考書

途中でさらっと紹介しましたが、電動機などの原理を理解するために読んでおいた方がいい参考書を並べておきます。情報は将来大きな資産になるので、勉強系にはどんどんお金を使うべきだと考えています。きちんと原理を説明できるエンジニアとそうでないエンジニアの間には必然的に年収などで将来大きな差がでるのはいうまでもないでしょう。

図解誘導電動機―基礎から制御まで

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マンガでわかるシーケンス制御

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