同期回転とは

動作するローターの速度 非同期エンジン、供給電圧の周波数、シャフト上の電流負荷の電力、および特定のモーターの電磁極の数によって異なります。この実際の速度 (または動作周波数) は、電源のパラメータとこの非同期モーターの固定子巻線の極数によってのみ決定される、いわゆる同期周波数よりも常に低くなります。

したがって、モータの同期速度は、固定子巻線の磁界の回転周波数が供給電圧の公称周波数にあり、動作周波数とわずかに異なるかどうかによって決まります。その結果、負荷がかかった状態での 1 分あたりの回転数は、いわゆる同期回転数よりも常に低くなります。

この図は、1 つまたは別の数の固定子極を備えた誘導モーターの同期回転周波数が供給電圧の周波数にどのように依存するかを示しています。周波数が高いほど、磁場の回転角速度は大きくなります。たとえば、 可変周波数ドライブ 供給電圧の周波数を変更すると、モーターの同期周波数が変更されます。これにより、負荷がかかっているモーターローターの動作速度も変化します。

通常、誘導電動機の固定子巻線には三相交流が供給され、回転磁界が形成されます。そして、極のペアが増えるほど、つまり同期回転の周波数が低くなり、ステーターの磁場の回転周波数が低くなります。

最新の非同期モーターのほとんどは 1 ～ 3 対の磁極を持ちますが、極数が増えると非同期モーターの効率が低下するため、まれに 4 対の磁極が使用されます。ただし、極数が少ない場合、供給電圧の周波数を変更することにより、ローター速度を非常に滑らかに変更できます。

上で述べたように、誘導電動機の実際の動作周波数はその同期周波数とは異なります。なぜそれが起こっているのでしょうか?回転子が同期よりも低い周波数で回転すると、回転子のワイヤが一定の速度で固定子の磁場を横切り、その中に EMF が誘導されます。この EMF は閉じたローター導体に電流を生成し、その結果、これらの電流がステーターの回転磁場と相互作用し、トルクが発生します。つまり、ローターはステーターの磁場によって引っ張られます。

トルクが摩擦力に打ち勝つのに十分な値を持っている場合、電磁トルクが負荷や摩擦力などによって生成される制動トルクと等しくなるまでローターが回転し始めます。

この場合、回転子は常に固定子の磁界より遅れており、動作周波数は同期周波数に達することができません。これが起こると、EMFが回転子ワイヤに誘導されなくなり、トルクが単に現れなくなるからです。その結果、モーター モードの値は「スリップ」(スリップ、原則として、それは2〜8％です）、これに関連して、エンジンの次の不等式も当てはまります。

しかし、同じ非同期モータのロータが、内燃エンジンなどの外部駆動装置の助けを借りて、ロータの速度が同期周波数を超えるような速度まで回転すると、ロータのワイヤ内の起電力とそれらの有効電流は特定の方向を獲得し、誘導モーターは次のようになります。 発生器.

全体の電磁モーメントは遅くなり、滑り s は負になりますが、発電機モードが発現するには、誘導電動機に無効電力を供給する必要があり、これにより固定子に磁界が発生します。このような機械を発電機モードで起動するときは、能動負荷に電力を供給する固定子巻線の 3 相に接続されている回転子とコンデンサの残留誘導で十分な場合があります。