人に聞けない痔の悩み、これでスッキリ >>

直流電動機が無負荷時、電機子電流がゼロになり回転速度が上昇する。
n=V-Ri/KΦよりその事が分かるのですが、そもそも無負荷時に電機子に電流が流れないのはなぜか?
そして電機子電流が流れないなら電機子がなぜ回転するのか?という疑問が解決できません。
どなたかお教えください。
よろしくお願いします。

A 回答 (6件)

無負荷の時には、トルクが理想的には0になります。

(実際には、軸受けの摩擦や風損があるので、一定速度で回るためにその分のトルクを発生していますが)
電動機の電機子電流は、このトルクに関係しています。(トルクに比例)

結果、無負荷で一定回転数で運転しているときには、電機子電流がほぼ0(実際には無負荷損失相当の電流)になります。

上記のように無負荷で電機子電流が0になるのは、加速が終了して一定回転数になってからです。加速の途中では、それなりに電流が流れます。
    • good
    • 2
この回答へのお礼

ありがとうございます。
加速が終了という言葉で目の前がひらけました。

お礼日時:2008/06/22 13:08

電機子電流が流れないなら電機子がなぜ回転するのか


順序が逆です
電動機の電流変化を観察すれば分かります
回転の上昇に従って電流がゼロに近付くのです
    • good
    • 1
この回答へのお礼

どうもありがとうございます。
おかげさまで何とか理解できました。

お礼日時:2008/06/23 14:50

No3の回答は撤回します。



考え方はこうですよね。
電動機を無負荷にする→負荷による外部慣性モーメントが0になる
→回転角速度が上昇する→電機子電流が小さくなる
ω=(V-RI)/KΦ
よりωが上昇するためにはIは小さくなければなりません。
したがって、「無負荷のときは電機子電流は小さくなる」ということになります。しかしI=0ではありませんね。
    • good
    • 1
この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
この式で無負荷時の回転速度を計算する場合、
電機子電流Iはかぎりなく0に近いので0とみなすという解釈でよろしいのでしょうか?

お礼日時:2008/06/15 00:23

>無負荷時に電機子に電流が流れない


質問者さんのおっしゃる通り、電機子に電流が流れないならば、電機子は回転しません。無負荷では抵抗による損失は0ですが電流は0ではありません。
質問者さんのご指摘の通り、電機子の回転角速度ωは電機子の両端子間の電圧に比例します。電機子を回転させるのは、電流と言うよりは、電機子の両端子間の電圧です。この場合、
ω=(V-RI)/KΦ
の式で、RI=0となり、V,KΦは一定ですから、回転速度が上昇するのです。
    • good
    • 0

質問者さんはどの様な立場の方なのでしょうね・・


それらも書いていただけると、答えも簡素化できたり、今回はパスとかも判断できるのですが・・・・

さて、この公式を万能と思ってはいけません・・・
特に電気機器の場合の公式は、限定して使用するのが当然?です。
多くの説明にはその様に書いてあります。

特に非直線部分では、公式の想定外の場合が多いです。
多くの特性曲線を見ていただけると分かると思いますが、直線部分などごく一部です。
多くの場合、その直線部分で働く様にと、使用する事を想定して機器の作成をしています。

それを、非直線部分も含めて、公式なりが適用できるとする方が、間違いです。
その様な万能の公式などありません。

電機の世界を支配しているかに見える・・
オームの法則だって、一寸深く学べば直線部分のみに適用できる法則とは直ぐに分かる事と思います。
あるいは導線(電線)の発熱による影響が殆どない範囲と言っても良いでしょう。


>>そもそも無負荷時に電機子に電流が流れないのはなぜか?
無負荷時に電機子電流の測定をして確認してみましたか?
電機子だって、無質量ではないですよ・・・
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ご回答いただきありがとうございました。
あくまで目安程度であるということですね。

お礼日時:2008/06/15 00:31

=V-Ri/KΦよりその事が分かるのですが、そもそも無負荷時に電機子に電流が流れないのはなぜか?



現実にはありえない話
たんなる理想条件の時にそうなるだけです

モータ事態にロスが無いとすると
電気通電した時に磁界が変動しますから
そのショック(磁界)でモータが回転します

でもロスが無いから
回転した物は、なにもエネルギーが減らないのので回転しつづける
エネルギー保存の法則

その後は永久に回転します

って現実にはありえん
しょせん理論だけの話
    • good
    • 0
この回答へのお礼

どうもありがとうございました。
慣性で回転しているとイメージすれば納得できました。

お礼日時:2008/06/14 23:55

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Q負荷?無負荷?

負荷状態、無負荷状態という言葉に混乱しています。

負荷状態→抵抗がある状態
無負荷状態→抵抗が0である状態
ということなのでしょうか?

あと、短絡というのは無負荷と同義でしょうか?

頭の中がこんがらがっています(>_<)

どなたか教えてください!

Aベストアンサー

まずアドバイスですが、具体的にどのような回路、装置についてこの質問をされたのかを明確にしたほうが適切な回答が得られると思います。

抵抗、短絡と言う言葉があるので電気回路と考えて回答します。
基本的な考え方は機械系でも同じですが。
外部に対してエネルギーを供給できる電源:電池、発電機、トランジスター回路、直流電源等(機械系の場合はエンジンやモータ等の動力源)を考えます。
負荷状態とは電源に負荷(=電球等)が接続されて(負荷が接続されているといいます)電流が流れて電源から負荷(=電球等)にエネルギーが供給されている状態です。
無負荷状態とは電源スイッチがOFFされていて電源に負荷(=電球等)が接続されておらず(オープン状態)電流が流れず電源から負荷(=電球等)にエネルギーが供給されていない状態です。
無負荷状態は別の言い方をすると抵抗値無限大の負荷が接続されていることになります。
短絡と言うのはこれと逆に電源に抵抗値ゼロの(ゼロに近い)負荷が接続された状態(俗にショートと呼ぶ)で通常は短絡電流と呼ばれる大電流が流れて配線が焼けることもあります。
この事故を防ぐために配線用遮断器(ブレーカ)やヒューズを設置します。
また、電源には負荷に無理なくエネルギーを供給できる定格出力と呼ばれるエネルギー供給能力があり、定格出力となる負荷を定格負荷、定格負荷時の電流を定格電流と呼びます。

まずアドバイスですが、具体的にどのような回路、装置についてこの質問をされたのかを明確にしたほうが適切な回答が得られると思います。

抵抗、短絡と言う言葉があるので電気回路と考えて回答します。
基本的な考え方は機械系でも同じですが。
外部に対してエネルギーを供給できる電源:電池、発電機、トランジスター回路、直流電源等(機械系の場合はエンジンやモータ等の動力源)を考えます。
負荷状態とは電源に負荷(=電球等)が接続されて(負荷が接続されているといいます)電流が流れて電源から負...続きを読む

Q電気モーターに負荷がかかったとき電流値が上がるのは何故

電気モーターに負荷がかかったとき電流値が自動的に上がって、ひどいときにはブレーカーが働いて電気が止まったりします。
何故負荷がかかると電流が大きくなるのか、優しく教えて下さい。

Aベストアンサー

#2です。

直流モータでイメージが湧くなら、交流でも同じです。

誘導電動機は、固定子によって作られる回転磁界によって
フレミングの右手の法則によって回転子に誘導起電力が発
生して、電流が流れます。
これは、回転磁界側を固定して、回転子が逆方向に回って
いると考えるとわかりやすいと思います。

すると、その電流によってフレミングの左手の法則によって
力が発生します。これは、図を書いて考えるとすぐにわかりま
すが回転磁界の方向と一致します。

こうして、誘導電動機は回転磁界と回転子の間に滑りをもつ
事によってトルクを発生させて回っています。

ここまでわかったら、誘導電動機の滑り-トルク曲線は書けますよね?

ですから、外から力が加わると回転数が落ち(滑りが大きくなり)
トルクが大きくなってバランスする回転数で回ります。

フィードバック制御が無い場合は、ここで終わりです。

しかし、多くの場合回転数制御をするために、フィードバックが
ありますので、回転数が落ちるとトルクを大きくして、元の回転数に
戻そうと制御します。

方法は、回転磁界を速くして滑りを大きくするか、回転磁界の磁束
密度を大きくするかのどちらかです。

多くは、3Dマップによって周波数と磁束密度を制御しますが、
簡単にインバーターで周波数を上げて、回転磁界を速くしてやれば
回転が上がります。磁束密度を上げる場合は電流を増やすわけです
が、どちらの場合も多くのエネルギーを与えるますので、電圧が一定
ならば電流が増えます。

同期電動機も同じようなものです。

#2です。

直流モータでイメージが湧くなら、交流でも同じです。

誘導電動機は、固定子によって作られる回転磁界によって
フレミングの右手の法則によって回転子に誘導起電力が発
生して、電流が流れます。
これは、回転磁界側を固定して、回転子が逆方向に回って
いると考えるとわかりやすいと思います。

すると、その電流によってフレミングの左手の法則によって
力が発生します。これは、図を書いて考えるとすぐにわかりま
すが回転磁界の方向と一致します。

こうして、誘導電動機は回転磁...続きを読む

Qモーターのトルクと回転数

なぜモーターのトルクと回転数は反比例の関係になるのですか?

Aベストアンサー

質問中には書かれていませんが、モーターの出力が一定のもとで
ということが必須の条件です。

モータ理論の基礎中の基礎で 出力(W)=角速度×トルク
すなわち
P=ωτ  但しP:出力 ω:角速度(2π×回転数/60) τ:トルク

出力が一定であればモータ速度とトルクは相反関係にあります。
尚通常のモータにおいては、出力が一定ということはまずありませんので
負荷トルクの変動に比例して出力(=一般てきには入力電流)が変動
します。

QΔ-Y結線にて位相が30°進むのはなぜ?

Δ-Y結線にて、1次電圧に対して、2次電圧の位相が30°進むのはなぜでしょうか?

Y結線は、線間電圧が相電圧に対して、30°進むのですよね?
それだと、Δ-Y結線では、Y結線の相電圧は、Δの線間電圧に対し、30°遅れると
思うのですが、違うのでしょうか?

Aベストアンサー

Δ接続の相電圧(=線間電圧)とY接続の相電圧が対応しているので、一次の線間電圧と二次の相電圧が同位相になります。
二次の線間電圧(Vuw)が二次の相電圧(Vu)より30度進みになるので、二次の線間電圧は一次の線間電圧より30度進みになるかと思います。

Qモータの駆動トルクと負荷トルク

モータの駆動トルクと負荷トルクがわかりません。
駆動トルクはモーターが生み出すパワーで、
負荷トルクは負荷を動かすために必要なパワーでしょうか?
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

そういう解釈でおおよそ問題ないと思います。
駆動トルクというのはモーター側かた見たもので、負荷トルクというのは負荷側からみたものというふうな解釈ですね、極端な言い方をすれば駆動トルクは回転させようとする力で、負荷トルクはモーターを止めようとする力といったところでしょうか、あと外力トルクと呼ぶものもあります。これは負荷トルクとは区別されて例えば静止しているモーターに負荷するものとは別の力が作用したときにこう呼ぶようです。
具体例としましては、クレーン等は静止していても屋外に設置されていれば風の影響を受けます。こういった場合風による外部からの力ということで外部トルクと呼んでいるようです。

Q誘導電動機で無負荷電流とは何ですか?

首記の件、教えてください。

また、何故同期機に、無負荷電流がないのですか?

Aベストアンサー

機械負荷が無く、モータを空舞させた時の電流を無負荷電流といいます。無負荷電流は、コイルを励磁して磁界を作る電流、コイルにおいて発生する損失、鉄心において発生する損失、モータ内で発生するベアリングや風損などの機械的な損失のために流れるものです。
誘導機も同期機も直流機も、全ての電動機において、無負荷電流は流れます。

Q全負荷と機械出力について教えてください

電験三種の「機械」を勉強しています。次のような問題があり、公式を使って解くことは解いたのですが、他の問題をやってみてからもう一度この問題をやってみてやはり理解できていないのがわかりました。
全負荷と定格負荷、定格出力と機械出力がこんがらがっています。問題を検索してみたのですが、回答だけが書いてあってよくわかりません。
※ここで知りたいのはこの問題への答えではなく、あとで書く【質問】です。

定格出力200kW、定格電圧3000V、周波数50Hz、8極のかご形三相誘導電動機がある。全負荷時の二次銅損は6kW、機械損は4kWである。
ただし、定格出力は、定格負荷時の機械出力から機械損を差し引いたものに等しいものとする。
(a)全負荷時のすべり〔%〕の値を求めよ。
(b)全負荷時の回転速度〔min-1〕の値を求めよ。

【質問】
(1)定格負荷=全負荷 で合っていますか。

(2)この問題での「定格負荷時の機械出力」の意味がわかりません。
(1)があっている前提になりますが、
問題から
定格出力(200kW)=定格負荷時の機械出力-機械損(4kW)
になり、

全負荷時について
二次入力=定格出力+二次銅損(6kW)+機械損(4kW)(式(3))
だと理解していたので、わからなくなってしまいました。
(1)から定格出力=定格負荷時の機械出力なのではないかと思ったので。

定格負荷時の機械出力云々はひっかけなんでしょうか。
それとも式(3)が間違っているのでしょうか。

あまりにこんがらがって、上手く説明できなくて申し訳ないのですが、
詳しい方の解説をお待ちしています。
よろしくお願いいたします。

電験三種の「機械」を勉強しています。次のような問題があり、公式を使って解くことは解いたのですが、他の問題をやってみてからもう一度この問題をやってみてやはり理解できていないのがわかりました。
全負荷と定格負荷、定格出力と機械出力がこんがらがっています。問題を検索してみたのですが、回答だけが書いてあってよくわかりません。
※ここで知りたいのはこの問題への答えではなく、あとで書く【質問】です。

定格出力200kW、定格電圧3000V、周波数50Hz、8極のかご形三相誘導電動機がある。全負荷時の二...続きを読む

Aベストアンサー

  >(1)定格負荷=全負荷 で合っていますか。
合っていると思います。

  >(2)この問題での「定格負荷時の機械出力」の意味がわかりません。
機械出力は理論的出力なので、実際の定格出力とは差があり、そこには機械損が隠れています。
その為、
 機械出力P0 ≠ 定格出力Pn
であり、
 機械出力P0 = 定格出力Pn + 機械損Pm
が正しくなります。
これは、発電所の発電効率のような考え方で、
 タービン出力Pt = 発電機出力Pg / 発電機効率ηg
と、同様です。

  >二次入力=定格出力+二次銅損(6kW)+機械損(4kW)(式(3))
上記より、この公式は合っていると思います。
分かり易く順序良く並び替えるなら、
 二次入力P2 = 二次銅損Ps + 機械損Pm + 定格出力Pn
となります。
加えて、滑りとの関係を表せば、
 二次銅損Ps = 二次入力P2 x 滑りs
 機械出力P0 = 二次入力P2 x (1 - 滑りs) = 定格出力Pn + 機械損Pm
となります。

Q定格電圧と定格出力

三相同期発電機で「定格電圧○KV、定格出力●KW」とある場合、定格電圧とは相電圧のことをさすのでしょうか、それとも線間電圧をさすのでしょうか?
また定格出力は、三相全体の出力のことでしょうか。一相あたりの出力のことでしょうか。

Aベストアンサー

>定格電圧
 線間電圧です。
>定格出力
 3相の出力です。

Q直流分巻発電機についての電検三種レベルの問題が解けないので教えてください。

直流分巻発電機についての電検三種レベルの問題ですが…今年も落ちたので一人勉強に限界を感じているため、教えていただきたいです。

問題は以下の通りです。

定格出力100[kW]、定格電力220[V]の直流分巻発電機がある。この発電機の電機子巻線の抵抗は0.05[Ω]、界磁巻線の抵抗は57.5[Ω]、機械損の合計は1.8[kW]である。この発電機を定格電圧、定格出力で運転しているとき、以下の問いに答えよ。ただし、ブラシによる電圧降下、補助巻線の抵抗、界磁鉄心と電機子鉄心の鉄損及び電機子反作用による電圧降下は無視できるものとする。
(1)この発電機の誘導起電力[V]はいくらか?
(2)この発電機の効率[%]はいくらか?


解説や途中の計算式、回答も教えていただけると非常に助かります。

Aベストアンサー

(1)誘導起電力を求める公式はご存知だと思いますので、そこははしょります。
ただ、電気子電流が求まらないと進みませんので、まず電気子電流を先に計算します。
「直流分巻発電機」なので、電気子電流は一部が界磁電流に使われ、出力される電流(発電における電流)はその残りです。
・電気子電流=界磁電流+出力された電流(Ia=If+I)
出力される電流は、問題文によると定格運転時のものを出せばいいので、定格出力を定格電圧で割れば定格電流(=出力される電流)が求まると思います。
それに界磁電流を足せばいいのですが、界磁巻線には定格電圧がかかっているので、オームの法則を使えば界磁電流が求まります。
上記の定格電流と界磁電流の和が電気子電流になります。
それを誘導起電力の公式に当てはめればいいだけです。

(2)効率については、効率=出力/(出力+損失)×100〔%〕
損失は銅損と固定損に分けられます。さらに固定損の内訳は、機械損・各種鉄損になります。
問題文によると鉄損は無視せよとのことなので、機械損と銅損を計算に入れればいいのですが、機械損は1.8kwとなっているので、銅損を求めます。
銅損=界磁巻線と電気子に発生した電熱なので、P=I~2*Rで計算して出します。
損失=機械損+界磁巻線の銅損+電気子の銅損
これを効率の公式に当てはめればよいかと思います。

(1)誘導起電力を求める公式はご存知だと思いますので、そこははしょります。
ただ、電気子電流が求まらないと進みませんので、まず電気子電流を先に計算します。
「直流分巻発電機」なので、電気子電流は一部が界磁電流に使われ、出力される電流(発電における電流)はその残りです。
・電気子電流=界磁電流+出力された電流(Ia=If+I)
出力される電流は、問題文によると定格運転時のものを出せばいいので、定格出力を定格電圧で割れば定格電流(=出力される電流)が求まると思います。
それに界磁電流を...続きを読む

Q直流分巻電動機の銅損とは?

現在実験レポートを作成中なのですが、直流分巻電動機の負荷特性試験を行い、出力から銅損分を足すと入力分に相当すると教わったのですが、銅損分とは電機子回路抵抗に流れる電流と界磁抵抗に流れる電流の2つからP(それぞれの銅損)=I×I×Rを求めればいいのでしょうか?

御教授のほどお願いします。

Aベストアンサー

直流機本体の銅損は質問者さんのおっしゃるとおりです。

しかし,
入力として,界磁電流を含めて測定したのなら,界磁巻線の銅損だけでなく,
分巻界磁電流の調整に使った抵抗器の損失も含みます。

入力として,分巻界磁電流を含めずに電機子電流だけを測定したのなら,
電機子銅損(=電機子抵抗*電機子電流^2)だけを考慮することになります。

要するに,実験で測定した入力に含まれるはずの損失をすべて計算して,
出力と入力の測定値の差である「損失」が説明できればよいわけです。
銅損だけでなく,機械損,鉄損,漂遊負荷損も考える必要があるかもしれません。


このQ&Aを見た人がよく見るQ&A

人気Q&Aランキング