非同期モーターの発明は人類の文明に革命をもたらしました。今日は、非同期モーターの内部の仕組みについて見てみましょう。非同期モーターは主に、ステーターとローターの 2 つのコンポーネントで構成されています。ステーターは 3 つの巻線を持つコイルで、3 相交流電力で駆動されます。
巻線は、高透磁率の薄い鋼板を積層したステータスロットを通過します。この巻線に三相電流が流れると回転磁界が発生し、これがロータの回転の原因となります。回転磁界の発生原理と特性を理解するために、ステータを簡略化して考えます。
3 つのコイルが 120 度間隔で接続されており、電流を流すとコイルの周囲に磁場が発生します。この特殊な配置に三相電源を適用すると、発生した磁場は特定の瞬間に交流電流とともに方向を変えます。この 3 つの例を比較すると、均一な強度の回転磁場を観察できます。磁場が回転する速度は同期速度と呼ばれます。この回転磁場内に閉じた導体を配置して考えてみましょう。
ファラデーの法則によれば、変化する磁場は回路に起電力を誘導し、電流を発生させます。この現象は、磁場内の電流を流すループに似ており、ループに電磁力を発生させて回転を始めます。同じ現象は非同期モーターでも発生し、単純なループの代わりに、かごのようなものが使われます。回転磁場は、ステーターを通過する 3 相交流によって生成されます。
前の例では、短絡したエンドリングのかご型バーに電流が誘導され、その結果、ローターが回転し始めます。これが、このタイプのモーターが誘導モーターと呼ばれる理由です。
回転子に直接接続して電気を発生させる代わりに、電磁誘導が使用されます。これを実現するために、回転子の内部に絶縁鉄心シートが充填されています。これらの小型鉄板を使用することで、誘導モーターは渦電流損失を最小限に抑え、大きな利点を提供します。磁場と回転子の両方が回転するため、本質的に自己始動します。ただし、回転子の回転速度はどれくらいですか?
この質問の答えを得るには、さまざまなシナリオを検討する必要があります。ローターの速度が磁場の速度と同じ場合を考えてみましょう。両方が同じ速度で回転しているため、磁場がループを切断することはありません。したがって、誘導起電力または電流は生成されません。これにより、ローターバーで電力が変換されます。ローターは徐々に減速し、速度が低下すると、磁場がローター回路を遮断します。その結果、誘導電流と力が再び上昇します。その後、ローターは加速します。つまり、ローターは磁場の速度に追いつくことができません。
