通常、単相交流電圧では回転磁界は発生しないため、外部から回転子をいずれかの方向へ回してあげなければ自己始動できません。
二相の巻線の一方(補助巻線)にコンデンサを挿入させて主巻線に対し位相差をπ/2近くさせることで回転磁界を発生させています。コンデンサ始動形と呼ばれるものです。
始動時も運転時も補助巻線に直列にコンデンサを挿入する永久コンデンサモータが今回の質問対象です。
この主巻線と補助巻線の接続位置を変えることで回転速度が変わるようです。主巻線を長く、補助巻線を短くすることで回転速度が落ちるようです。この原理が理解できません。
直流電動機では回転角速度は界磁巻線の電流の減少に伴い、速度は増加することとは相反するように思われます。
教えていただけませんか?

A 回答 (1件)

> 直流電動機では回転角速度は界磁巻線の電流の減少に伴い、速度は増加する


ホントですか?
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Qモーターの回転速度を遅くするには?

こちらモーターなどの知識が乏しい素人です。日立工機のBGM-50(モーターはコンデンサラン単相誘導電動機)の回転速度を自由自在にコントロールする(遅くする)にはどうしたらよいですか?一般に売っているスピードコントローラーはブラシ付きモーターのみコントロール可能らしいのですが・・・。どなたかお詳しい方よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

単相誘導電動機は確かに電圧制御でも電流制御でも回転数は可変できます。しかしそれはトルクを弱くした結果回転数が落ちてしまったと言う事なのです。トルクが弱いという事は慣性の小さな物は制御が難しいのです。インバーターで可変するのとは根本的に異なります。

しかし換気扇や洗濯機の脱水などは大きな慣性が有りますから比較的安定した回転数が得られます。

調べてみたらBGM-50はベルトグラインダーですね。
このような機械の場合電圧、電流制御を行うと大きな負荷の時回転数も大幅に低下する事が考えられます。
自在に変化させるのではなく変化してしまうと言うわけです。

方法としてはこのモーターでも使えるインバーターを探す、もうひとつはモーター回転数の検出装置をつけてフィードバックをかけて一定の回転数を維持する、という事は出来ますが素人の方では無理かと思います。 またこの場合は最大でも直結と同じ回転数です。

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取り出したのは私が小学生の頃でしたから、プリンター側の回路は見ませんでした。
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回答お願いします。

Aベストアンサー

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あとはスイッチのオンオフしかないので、一番簡単にはリレーを入れればいいです。
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Aベストアンサー

一番大きな違いは、簡単な構造で、起動できるか(自分で回転を始められるか)どうかだと思います。一番簡単な構造である 誘導電動機で三相の場合はスイッチを入れるだけで回転を始めますが、単層の場合は、唸っているだけで回転を始められません。単相電動機でも何らかの方法で回転させれば、(例えば手で回しても良い、回転方向は、回してやった方向で決まる。)回転を続けます。この方法には、コンデンサー起動、反発起動等がありますが 1/2HPぐらいまでの小さなものに限られます。町工場など住宅地では、三相交流の供給が受けられませんので苦労したこともありました。


hp

Qマルチバイブレータ回路の動作原理

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Aベストアンサー

 
 
>> コンデンサ電荷の変化らしいのはわかった、 しかし交互というのがいまいち <<


 ↓これですね。
http://www.technologystudent.com/images4/multi2.gif


1.
 ↓弛張(しちょう)発振を理解するときの定番のモデルです。
http://www.suginami.ac.jp/club/pcc/hoshino/img/shishi.GIF
中央で静止しないわけは、流れ出す慣性のために重心移動の変化に即応できず、行き過ぎる(水の捨て過ぎと補充し過ぎ)るからです。チョロチョロ流し込む時間が振動の周期になってます。
これを二つ背中合わせにした↓が、マルチバイブレータのモデルです。
http://www.bousaihaku.com/bousaihaku2/images/announce/prevention/18_2.jpg
水は全部こぼれる=徹底した行き過ぎです。 これも下図のように重心移動してます。B側が下がるとBの水が全部こぼれ、Aに注水されるので重心がA側にじわじわ移動、やがてシーソーが反転します。
 |
 |        ┌→→●B
 |A●→→→→┘
  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄変位
 |
 |     ┌←←←←●B
 |A●←←┘
  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄変位
 一般に、動きに行き過ぎ(あるいはガタ)がある系なら何でもこのタイプの発振を起こせます。例えば電磁石ベルは鐘を打つハンマーの慣性質量とコイルのインダクタンス(電気的慣性)が共に行き過ぎ役を担当してます。



2.
 ↓回路図
http://tsystemselectronics.com/images/products/astable-multivibrator.jpg
http://www.mononagrove.org/mgonline/electronics%20stuff/talkingelectronics/Page%2017_files/Multivibrator-flash-complete.gif

( 余談ですが念のため; もともとFlipFlopはambiguousな日常語で自走マルチをも含意してます。なのでformalな表現では、端的に bistable circuit 双安定回路 と言います。 )
閑話休題。


 半分の図です。

  電 源 電 圧
  |    │  
  Rc    Rb↓ Rb電流が水チョロチョロ。
  |    |
  |    |   右トランジスタのベース。
  ├─C─┴─┐ ベースは整流器であり
  |       │ 電位は+側に上昇できない。
  \        ▽ しかしマイナス側に下が
  |       | るのは自由。
  ┷       ┷
左側のトランジスタ。
接地したり離したりしている。
上図は離れてるのでCはRcで充電される。
その充電電流はRc→C→ベース→グランド。
Rcは小さくしてあるので充電は素早くて
電位は 短時間に電源電圧まで上昇する。


  ↓ そのあと左トランジスタがオンすると、


  電 源 電 圧
  |    │  
  Rc    Rb↓ Rb電流は水チョロチョロ。
  |    |
  |    |   
  ├─C─┴─┐ ベースは整流器であり
  |       │ 電位は+に上昇できないが
  |        ▽ マイナス側に下がるのは
  |       | 自由。
  ┷       ┷
左トランジスタがオンすると、
(*)
コレクタの電圧が電源電圧からグランドに急降下す
るので Cを通じて 右のベース電位も同じく急降下する。
今までプラス電位ギリギリだったのがマイナス電位に
急降下するので右トランジスタはオフする。
その後、
ししおどしの水チョロチョロと同じく CはRbでチョロ
チョロ充電される。ベースの電位が回復すると今度は
右トランジスタがオンして 上記の(*)の所に戻り、
左右の立場が入れ替わって繰り返す。


 以上です、電子回路に慣れてない人にとっては、Cが縦になってないだけで もうワケワカかも知れませんが。




3.
上記の「電圧が急変化するとCを通じて反対側も同じ変化が…」の理由の説明。
キャパシタ両端の電位差 V と蓄積電荷量 Q は単純に比例関係です。
  V ∝ Q
時間微分して
  dV/dt ∝ dQ/dt = 電荷の変化速度
右辺はキャパシタを通り抜ける電流であることはおわかりと思います。
  dV ∝ (通る電流)dt  …(3.3)
式を 『 もし通る電流が一定な状況ならば、変化時間dtが小さいほど電圧変化dVは小さい 』 と読みます。
 これによれば、
トランジスタが急激にオンして急降下する電圧波形が キャパシタの片端に加わると (両端の電圧は殆ど変化しないので) 反対端にほとんど同じ急降下波形が現れる、となります。 その際の「通る電流」は 急降下電圧振幅と キャパシタの反対側に居るRbで決まります。 端的に言うと「キャパシタは変化分だけを通す、直流は通さない」です。


 ということで、
意外でしょうが この瞬間のキャパシタ電荷は殆ど不変ですので、電荷∝水量 のアナロジーは成り立ちません。そのアナロジーにこだわると正しい理解に至れませんので要注意です。
 「しし脅しの水量」に対応してるのは「キャパシタの電荷」じゃなくて「キャパシタ片側をグランド基準に見た電位」なのです。その正負に応じてトランジスタスイッチがオン/オフします。 また、「水が全部こぼれる行き過ぎ」に対応してるのは「ベースの電位が負に大きく急降下する」ところです。




4.以下余談

トランジスタのスイッチ動作は、
部屋の壁に付いてる電灯のスイッチに似てまして、
http://www.411homerepair.com/ideas/Electrical_Wiring/pic/wallSwitch.gif
http://eed.stef.teicrete.gr/labs/epsl/site%20pic/clipart_wallswitch.jpg
指で上下させる出っ張りがベースの電位のようなものです。
  グランドより上だと接点がつながる。
  グランドより下だと接点が離れる。
と、
単純なものです。


 発振回路のタイプは、
バネと質量の共鳴振動を利用する Harmonic Oscillator、
行き過ぎや弛(たる)みを利用する Relaxation Oscillator
に大きく二分されます。
前者の代表例は水晶。原子レベルの結晶格子の振動そのものではなくマクロな形状の共振です。
後者の和名は 弛張(しちょう)発振で、代表例がこのマルチバイブレータです。


 マルチバイブレータ回路は「最初の一撃」がないと動き始めません。それは電源の素早い立ち上がりです。もし電源電圧がゆっくり上昇すると起動しません。そのプロセスは;
 電源の上昇による d(電源電圧)/dt の電流がキャパシタを通って両トランジスタのベースに流れ込み、両トランジスタは普通のアンプの状態になります。こうなれる程度にベース電流がないと、つまり電源電圧変化が速くないと、起動できません。
 で、アンプなので両方とも相手から来たのを反転拡大して相手に渡します(コンデンサは変化するものはそれなりに通します)ので、些細な動きが加速的に拡大されて、大きな動き つまりどっちか片方が完全オンで他方が負けて完全オフになります。これが起動です。
 この「些細な動きの急拡大」は反転のたびに起きます。

 抵抗値が 十分に Rc<Rb であることも必要です。
そのわけは、オフ時の Rc充電が終わる前にオンになると コレクタ振幅が小さい。 続くRb充電の時間内に前回よりRc充電が不足だと、次回の振幅がさらに減り、やがて発振が止まってしまうからです。

 なお、「最初の一撃」が無くても立ち上がれる弛張型もあります。


 エレクトロニクス的な解説は検索すれば豊富にありますが不肖私の回答の中から;
↓周波数の詳細を話してたようで。
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=692084&rev=1
↓「木を語るのか森を語るのか」
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1386547&rev=1
 
 

 
 
>> コンデンサ電荷の変化らしいのはわかった、 しかし交互というのがいまいち <<


 ↓これですね。
http://www.technologystudent.com/images4/multi2.gif


1.
 ↓弛張(しちょう)発振を理解するときの定番のモデルです。
http://www.suginami.ac.jp/club/pcc/hoshino/img/shishi.GIF
中央で静止しないわけは、流れ出す慣性のために重心移動の変化に即応できず、行き過ぎる(水の捨て過ぎと補充し過ぎ)るからです。チョロチョロ流し込む時間が振動の周期になってます。
これを二つ背中合...続きを読む

Q風はなぜ発生するのですか?

自由研究で風についてやっています。
しかしいまだに風がなぜ発生するのか説明を読んでもわかりません。
教えてください。(風が発生する実験も教えてほしいです)

Aベストアンサー

風が発生する要因は
(1)地球には大気があります。(地球の重力に空気が集まっている)
大気それ自体が自発的に動きはしませんが、地球が自転していますので、大気の中心で地球が回転することになります。
そうすると地球と大気は違う動きをしていますので、いわゆる風が発生している状態になります。

(2)地球上では太陽が当たるところ(昼)と当たらない所(夜)があります。当然昼間は大気は温まり、夜は冷めます。
大気は暖かいと体積が膨張します逆に冷めると収縮します。
なので膨張している空気は、収縮している空気の方へ拡がります。
これも風の原因です。
上昇気流、下降気流も同じような原理です。
(実際の風の要因はもっと複雑ですよ)


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