単相誘導モータと三相誘導モータの効率の違い

誘導モータについてお聞きしたいことがあります。単相誘導モータより三相誘導モータの方が同じ出力では高効率ですよね？それは何故なのか教えていただきたいです。ギャップ部分の空間高調波が少ない、回転磁界の逆相分が無い、といった説明を受けたのですが、イメージが湧かず理解することが出来ませんでした。
何故、単相に比べて空間高調波が小さいのか？
何故、三相では逆相分が無いのか？
といった部分を教えていただけると嬉しいです。
よろしくお願いいたします。

No.1 ベストアンサー 回答者： foobar 回答日時： 2008/01/11 13:23

正弦波対称三相電流(ia=Isin(wt),ib=Isin(wt-2π/3),ic=Isin(wt-4π/3))を１２０度ずつ傾いたコイルに電流を流すときの磁界(aのコイルがx方向とする）は、

Hx=L*ia-L/2*ib-L/2*ic=3/2*LI*sin(wt)
Hy=√3L/2*ib-√3L/2*ic=3/2*LI*cos(wt)
となって、xy平面上で反時計方向に一定速度で回転する、大きさが3/2LI一定、の回転磁界になります。

このような理想条件下では、
大きさ一定ですので、空間高調波は0になりますし、
時計方向に回転する逆相分も出てきません。

（大きさ一定で一方向回転成分だけを持った磁界を持つような電流パターンのひとつが、対称三相です）

もちろん、三相でも対称性が崩れたり、ひずんだりすると、回転磁界の振幅や回転速度が変動して、空間高調波や逆相成分が現れます。

この回答へのお礼

ありがとうございます。
対称三相であればということだったのですね！
引っかかっていた部分がだいぶ解消されました！

追加して伺いたいのですがよろしいでしょうか？
単相モータの場合も大きさが等しく位相差９０°、空間的に９０°ずれ、となっていれば逆相分は現れないということになるのでしょうか？

お礼日時：2008/01/11 18:06

No.3 回答者： foobar 回答日時： 2008/01/12 15:43

(少し切り口が変わるのですが、ご容赦）

直交する巻き数の同じコイルに、大きさが同じで位相が90度異なる電圧を加えると、正相の（逆相分のない）一定速度で回転する磁界ができます。

で、単相電源＋進相コンデンサを使う場合を考えると、コンデンサの分担電圧は(負荷に関わらず）一定になる必要があります。ところが、モータの負荷が変わるとコイルの電流が変わります。したがって、単相コンデンサモータで負荷によらず逆相のない磁界を作ることはできません。
（ある条件下で、コンデンサモータで脈動のない回転磁界を作れるか、となると、、、）

この回答へのお礼

折り返しの質問にも丁寧にお答えいただき感謝します。
おかげさまで頭の中が整理されました。
ありがとうございます。

お礼日時：2008/01/12 16:39

No.2 回答者： foobar 回答日時： 2008/01/12 10:33

「大きさが等しく位相差９０°、空間的に９０°ずれ」た正弦波なら、正相分だけになります。

（ただし、これは、単相ではなくて、対称二相交流になります。）

この回答へのお礼

度々申し訳ありません。
とういうことは、コンデンサモータのようにコンデンサを用いることによって位相差９０°の二相回転磁界を作り出すような場合でも、大きさを等しくすることができれば逆相分は生じないと理解してもよろしいのでしょうか？

お礼日時：2008/01/12 13:22