かご形三相誘導電動機

かご形三相誘導電動機

概要

かご形三相誘導電動機は、三相交流を用いて回転磁界を生成し、「かご型構造」を有する回転子を使用した電動機です。この電動機は、特に工業用途で広く用いられています。以下に、その特長や機能について詳述します。

特徴

かご形三相誘導電動機は、単相誘導電動機とは異なり、三相交流のみで回転磁界を生成できるため、別途回転磁界を作り出す機器が不要です。この電動機は、三相電源のうち2つの極を交換することによって、回転の向きを簡単に切り替えることができます。加えて、次のような特性を持っています：

• - シンプルな構造：巻線形三相誘導電動機や整流子電動機に比べ、構造が簡潔で製造コストも低いです。
• - 高耐久性：回転子には絶縁部がなく、熱に強いため、高速運転時の過負荷に耐える能力があります。
• - 簡単なメンテナンス：摩耗部分が存在しないため、長期間の運転が可能で保守も容易です。ただし、始動トルクが低く、速度調整幅が限られているため、特定の制約があります。

特性

電動機の特性は、鉄心の飽和磁束によって規定されており、巻線の誘起電圧は回転速度に比例します。負荷電流による電圧降下を考慮すると、端子電圧が決定されます。この特性を利用して、瞬時の速度に応じた電圧および周波数の交流で運転することで、高効率の速度制御が実現できます。この制御方式を「可変電圧可変周波数制御」と呼びます。

かご型回転子の構造

かご型回転子は、導体の両端が端絡環に接続された構造です。小型および中型の電動機では、これらの部分が一体成型され、高純度のアルミニウムで製造されることが多いです。大型機においては、外部ファンの動力といった冷却システムが装備されていることが一般的です。

始動方法

かご形三相誘導電動機の始動方法にはいくつかの方式があります。

全電圧始動法

定格電圧をそのまま供給する方法です。この方法は、手軽でコストが低い一方で、始動時の電流が非常に大きく、他の機器に影響を与える可能性があります。

Y-Δ始動法

この方法は、始動時に一次巻線をスター結線で接続し、一定時間後にデルタ結線に切り替えます。これは、電動機の始動電流を抑えるために優れた選択肢です。

リアクトル始動法 / クザ始動法

起動時に電動機の一次巻線と直列にリアクトルを挿入し、起動後に短絡する方法です。特にポンプやファンに適用されます。

コンドルファ法

専用の変圧器を用いて電圧を下げた後、全電圧を投入する方法です。この方法は特に始動電流を抑える必要がある場合に有用です。

極数切換法

速度を制御する目的として固定子コイルの接続を変更し、磁界の回転数を調整します。

可変周波数起動法

インバータを用いて、開始時及び運転中の速度を調節する方法です。この方法によりスムーズな運転が可能になります。

クローリング現象

始動時にトルクの谷が生じ、加速しにくくなる現象を「クローリング」と呼びます。これを軽減するために、斜めスロットが使用されます。

以上のように、かご形三相誘導電動機はその特徴から多くの工業的な利用場所で重要な役割を果たしています。多様な始動方法や制御機能を駆使することで、さまざまな用途に応じた運転が可能です。

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