こんにちは、歯医者に行きました。。。やっぱこわいっす☆しまじです☆
第2種電気工事士試験合格への道、第25回っ。今日からは、実際に使用する電気機器や工事用材料について学んでいきます。
目次
誘導電動機
一番初めは、誘導電動機から学んでいきます。いわゆるモーターですね。
誘導電動機の種類
誘導電動機には、三相誘導電動機と単相誘導電動機の2つがあり、さらにこの2つがいろいろな種類に分かれます。
三相誘導電動機 | 単相誘導電動機 |
---|---|
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種類 | 種類 |
かご形 | 分相始動形 |
巻線形 | コンデンサ始動形 |
- | 反発始動形 |
- | くま取りコイル形 |
三相誘導電動機は工場などで使用される場合が多く、種類としてはかご形と巻線形とがありますが、現在、良く利用されているモーターは、ほとんどが三相かご形誘導電動機です。
対し、単相誘導電動機は家庭で使用されることが多いモーターで、単独では動き出しの始動電力を得られないため、いろいろな方法で始動トルクを得てから、回転をします。トルクを得る方法には、いろいろなものがあります。表にあります、分相始動形、コンデンサ始動形、反発始動形、そしてくま取りコイル形などですね。
三相かご形誘導電動機の回転速度
では、工場などでもっともよく利用されている、三相かご形誘導電動機について詳しく見ていきたいと思います。
まずは、回転速度について、三相かご形誘導電動機の回転速度は、次の式で表すことが出来ます。
1分間に、モーターが何回まわるかを求める式になります。ここで、電動機の極数というものが出てきました。この電動機の極とは、磁石のN極とS極という磁極が、モーターに何個ついているかという事です。モーターは、最低2つの極が付いており、倍々で増えていきます。極が増えれば増えるほど、大きなトルクを得ることが出来ます。
また、何の負荷もない状態(無負荷)でモーターを回すと、上の式の同期速度とほとんど同じ回転速度で回転し、負荷が増加するにしたがって、回転速度は低下していきます。なお、低下していく回転速度は、電源の周波数に比例します。
三相かご形誘導電動機の始動法
三相かご形誘導電動機ですが、モーターにスイッチが入った直後、モーターが回転を始める時に、定格電流の4~8倍位の大きな電流が流れます。大きなモーターになればなるほど、非常に大きい電流が流れることとなり、周囲にも迷惑をかける場合などがある為、5.5(kw)以上の三相かご形誘導電動機の始動時は、スターデルタ始動法が使われてます。
スターデルタ始動法とは、なんぞや?スターデルタ始動法とは、その名の通り、モーターが回転を始める時は、三相3線式の電線をモーターの巻線にスター結線で接続し、モーターの回転速度が上がってきたところで、デルタ結線に切り替えるというものです。
なぜ、この様に切り替えをするかというと、ずいぶん前に電気に関する基礎理論で学んだ、スター結線だと、電源の電圧に対して負荷側の電圧が倍になる事から、始動電流を小さくすることが出来るからです。
三相誘導電動機の回転方向の変更
工場などで、電動の設備を取り付けられる方は、モーターなどに電線を接続して回転させたら、逆に回ってしまった(>_<) という経験あると思います。こんな時は、次の手順にて正しい回転に戻すことが出来ます。
三相誘導電動機の回転方向を変更するには、3本の結線の内いずれか2本を入れ替えます。
これで、モーターの取付けもばっちりですね。
三相誘導電動機の力率の改善
最後に、力率について。三相3線式の負荷について力率を上げる為には、低圧進相コンデンサを接続し、電流の遅れを打ち消してあげればいいのでしたね。モーターについても同様に、電動機の出力(kW)に応じた容量(μF)のコンデンサを並列に接続することで、力率を改善することが出来ます。
以前の記事です。→力率改善
例題1
定格周波数が60(Hz)で極数が4極、低圧三相かご型誘導電動機の同期速度は?
【解き方】
三相かご形誘導電動機の同期速度は、次の式で計算できるのでしたね。
周波数で、極数が
なので、値を当てはめていくと、
より、1分間に1800回転するモーターでといえます。
【解答】
例題2
低圧三相かご形誘導電動機について、誤っているものは?
- じか入れ始動での始動電流は、前負荷電流の4~8倍程度である。
- 電源の周波数が60(Hz)から50(Hz)に変わると、回転数が増加する。
- 負荷が増加すると、回転数がやや低下する。
- 3本の結線のうち、いずれか2本を入れ替えると逆回転する。
【解き方】
どれが誤っているか、順番に見ていきましょう。
まず1について、三相かご型誘導電動機のじか入れ始動での始動電流は4~8倍程度なので、正しい。
続いて2について、回転速度の式がなので、周波数f(Hz)が60(Hz)から50(Hz)へと少なくなると、回転速度は下がります。なので、誤りになります。
もう答えはわかっちゃいましたが、引き続き3について、負荷が増加すると、周波数に比例して回転速度が遅くなるので、正しい。
最後に4について、3本の結線の内、2本を入れ替えると逆回転になるので、正しい。
よって、2が誤りになります。
【解答】2
今日のまとめ
今日は、「誘導電動機」について学びました。特に工場などでよく使われる、三相かご型誘導電動機についての内容でした。モーターの正式名称って、こんなに長かったのですねっ
次回は、照明器具についての内容になります。
それでは