尼健～30代未経験から始めたビルメンのブログ

同期機と誘導機はどちらも三相電源に接続された固定子巻線（同期機の場合は電機子巻線、誘導機の場合は一次巻線）が同期速度の回転磁界を発生している。

発生するトルクが回転磁界と回転子との相対位置の関数であれば同期電動機（回転磁界と同じ速度で回転し、その相対位置の関数でトルクの大きさが決まる）。

回転磁界と回転子との相対速度の関数であれば誘導電動機である。（回転子は同期速度より1－ｓだけ遅れて回転する。Sがゼロであると回転子に誘導起電力が発生しないのでトルクはゼロになる）。


同期発電機の電機子端子電圧をV（相電圧実効値）、この電圧から電機子電流の影響を除いた電圧（内部誘導起電力）をE₀（相電圧実行時）、VとE₀との位相角をδ（デルタ）、同期リアクタンスをXとすれば、三相同期電動機の出力は、３×（E₀×V÷X）sinδ〔ｗ〕


同期電動機では界磁電流を増減することによって端子電圧を一定に保ち、負荷の大きさをパラメータとし、界磁電流の変化に対する電機子電流の変化を表したものを位相特性曲線（V曲線）という。
力率！の点を結ぶ破線の右側は進み力率で、左側は遅れ力率となる。力率１００%で電機子電流が最小になる。


同期調相機は無負荷運転の同期電動機であり、界磁電流が作る磁束に対する電機子反作用による増磁作用や減磁作用を積極的に活用するものである。界磁磁束が増えるとコンデンサの役割（進み電流）をし界磁電流が減ると、リアクトルの役割（遅れ電流）をする。


同期電動機では回転子の磁極面に設けた制動巻線を利用して停止状態からの始動ができる。
同期電動機だけでは始動トルクがないので始動しない。

三相巻線形誘導電動機は、二次回路を調整して始動する。
トルクの比例推移特性を利用して、トルクが最大値となる滑りを１付近になるようにする。
具体的には二次回路をスリッピングとブラシで引き出して二次可変抵抗器に接続し、
二次抵抗値を定格運転時よりもおおきな地に調整する。
それにより始動特性の改善、速度制御を行っている。


三相かご形誘導電動機は、一次回路を調整して始動する。
具体的には、始動時はY（スター）結線、通常運電磁波Δ（デルタ）結線にコイルの接続を切り替えてコイルに加わる電圧を下げて始動する方法、
始動補償器を電源と電動機の間に挿入して始動時の端子電圧を下げる方法、
及びインバーターを用いて電圧と周波数の両者を下げる方法がある。

三相誘導電動機では、三相コイルが作る磁界は回転磁界である。
一方、単相誘導電動機では、単相コイルが作る磁界は交番磁界であり、主コイルだけでは始動しない。
そこで、主コイルとは位相が異なる電流が流れる補助コイルやくま取りコイルを固定子に設けてｍ回転磁界や移動磁界を作って始動する。


単相誘導電動機の各種始動方式の特徴と主な用途。
①分相始動型（抵抗分相）
特徴：始動トルク小、始動電流大、安価、コンデンサモーターの発達により利用減
用途：井戸ポンプ、冷蔵庫、定格出力200ｗ程度以下。

②コンデンサ始動型（コンデンサ分相）
特徴：始動トルク大、始動電流小、価格中
用途：ポンプ、農事用、冷蔵庫、工業用ミシン、400ｗ程度以下
③コンデンサモーター（永久コンデンサ型）
特徴：始動トルク小、始動電流小、遠心スイッチ不要、力率良、価格中
用途：洗濯機、冷蔵庫、グラインダなど、200ｗ以下
④コンデンサモータ（二値コンデンサ形）
特徴：永久コンデンサ形で別に始動用のコンデンサをつけたもの、始動トルク大
用途：永久コンデンサ型と同じ
⑤反発始動型
特徴：始動トルク特大、始動電流小、高価
用途：農業用、井戸ポンプなど、100～800ｗ、コンデンサ始動型の代わりになりつつある。
⑥くま取りコイル型
特徴：始動トルク小、速度変動大、効率悪い、安価、構造簡単、丈夫、回転方向変えれない。
用途：扇風機、レコードプレーヤなど、10ｗ以下

直流発電機の電機子反作用とは、発電機に負荷を接続したとき電機子巻線に流れる電流によって作れらる磁束が界磁巻線による磁束に影響を与える作用のこと。

電機子反作用はギャップの主磁束を減少させて発電機の端子電圧を低下させたり、ギャップの磁束
分布に偏りを生じさせてブラシの位置と電気的中世軸とのずれを生じさせる。

このずれがブラシがある位置の導体に起電力を発生させ、ブラシによる短絡等の障害の要因となる。

ブラシの位置と電気的中性軸とのずれを抑制する方法の一つとして、補極を設けギャップの磁束分布の偏りを補正する方法が採用されている。（補極により電機子電流を補極のコイルに流し、逆向きの磁束を発生され、ブラシの位置における全磁束をゼロにする）
また、もう一つの方法として、ブラシを全磁束がゼロの位置に移動させる方法がある。

電源電圧一定（交流機は多相交流巻線に印加する電源電圧の周波数も一定）の条件下における各種電動機において、空回しの無負荷から、負荷増大とともにトルクを発生する現象について。

無負荷条件の直流分巻電動機では、回転速度に比例する逆起電力と電源電圧がほぼ等しい。
電機子電流はほぼ零。
負荷が掛かって回転速度が低下すると、電機子電流が増大してトルクが発生する。

無負荷条件の誘導電動機では、周波数及び極数で決まる同期速度と回転速度がほぼ等しい。
滑りがほぼ零。
負荷が掛かって回転速度が回転速度が低下すると滑りが増大してトルクが発生する。

無負荷条件の同期電動機では、界磁単独の磁束と電機子反作用を考慮した電機子磁束との位相差がほぼ零。
負荷が掛かっても回転速度の低下なし。
しかし両磁束の位相差（負荷角）増大してトルクが発生する。

同期電動機の位相特性曲線
形がVの字のようになっているのでV曲線と呼ばれている。

横軸は界磁電流。
縦軸は電機子電流。

負荷が増加するにつれ曲線は上側にに移動する。
１００パーセント負荷が一番上のV曲線。
無負荷が一番下のV曲線。

V曲線中央の力率は1である。
左側の領域は遅れ力率。
右側の領域は進み力率。
界磁電流を大きくすれば逆起電力が供給電圧より
大きくなり、電機子電流は進み位相となる。
横軸の界磁電流を小さくすれば逆起電力が
小さくなり遅れ位相の電機子電流となる。