モータとは

2-3-3 誘導モータの特性

1章でみたように、回転磁界型モータの同期速度は、次式で決定されます。

次式

NS:同期回転速度(分速)[rPM] N0:同期回転速度(秒速)[rps]

f:電源周波数[Hz] p:モータ極数

すべり

誘導モータの動作を考える上で重要なことがあります。それは、コイルに電流が流れるためには、コイルが磁界を横切る必要があることです。

そのためには、磁界とコイルとの間には、相対的な速度差が必要です。

この速度差のためモータは、同期速度よりわずかに遅い速度で回転することになります。

この同期速度との速度差をすべりといい、sで表します。すべりsは、次式で表されます。

次式

N:ロータ回転速度[rpm] NS:同期回転速度[rpm]

すべりは通常、百分率で表現され、動力用誘導モータのすべりは、定格負荷運転で2~3.%です。小型単相モータでは、もう少し大きな値です。

回転速度とトルク

誘導モータの特性を図2.40 に示します。ロータのアルミ導体の電気抵抗が低くなるよう設計されたモータは、高速域で効率が高くなり、電気抵抗が高くなるよう設計されたモータでは低速域でのトルクが多くなります。

電気抵抗の低いモータでは、特性曲線の最大トルクより右側の領域では、負荷が増えても速度がわずかに低下するだけで、トルクが増加して安定します。

つまり、このモータは負荷が変化しても、速度はほとんど変化しないのです。

このモータの特性を、横軸をトルクに、縦軸を回転速度にして描画し、さらにこのときの電流と効率を描画すると図2.41 のようになります。

このグラフと先のDCモータの特性とを比較すると、誘導モータの特徴として、次のようなことがわかります。

  • 負荷が変化すると、それに応じてトルクが変化するが速度はあまり変化しない
  • トルクと電流の関係は直線にならない
かご型誘導モータのトルクと回転速度(NーT特性)
図2.40かご型誘導モータのトルクと回転速度(NーT特性)
かご型誘導モータの負荷特性(例)
図2.41かご型誘導モータの負荷特性(例)