柔軟に働き方を選ぶ時代に必要なこと >>

誘導機の起磁力分布図の考え方が分かりません。下図は現在、勉強している教科書に記載されている、ステータ1相(U相)の起磁力分布です。ステータは、12スロット、2極、全節巻です。1スロットのコイル巻数をN、コイルに流れる電流をIとした場合で、図の×は画面の表から裏への電流方向、◎は裏から表への電流方向、□はV,W相のスロットを表しています。V,W相の電流による起磁力は本図では考慮していません。
-は起磁力の値を、/はブランクを表しています。(大変見づらくてすみません)。

---//////////////----------//……+NI
///--//////////--//////////--……0
/////----------//////////////-……-NI
□××□□□□◎◎□□□□××……電流方向
(12)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(1)(2)……スロット番号

【質問1】
2-7間では、スロット2とスロット7の起磁力が作る磁束方向は同じになると思いますが、-2NIとはならないのでしょうか?2極誘導機なので、スロット2-4は、スロット2の起磁力のみ、スロット5-7はスロット7の起磁力のみ考えるようにするのでしょうか?
【質問2】
スロット1-2間、7-8間は起磁力が0となっていますが、これは1と2、7と8の起磁力が作る磁束が打ち消し合う方向になるからでしょうか?

このQ&Aに関連する最新のQ&A

A 回答 (2件)

まずサーチ条件を工夫してサーチして下さい。

例えば
"誘導電動機 スロット 巻線 原理"
としてサーチすると次等が見つかります。

http://f37.aaa.livedoor.jp/~dende/denkiziten/mak …
交流電動機の巻き線の話

1. 磁束は1-7の巻線と、2-8の巻線による起磁力がオーバーラップしたものと考える方が分かり易いと思います。
各々1-7/7-1間+NI/-NI, 2-8/8-2間+NI/-NIの起磁力と考えると、
スロットと起磁力の関係は 1-2/0,2-7/+2NI,7-8/0,8-1/+2NIとなります。
1相当り1スロットペアの場合の+NI/-NIの矩形波の起磁力分布のばあいよりも、この場合の2スロットペア、或いは更に多い3,4スロットペアの場合(分布巻)の方が、起磁力の分布はより細かい階段状の分布:サイン波状に近ずき、3相を合わせて考えた場合、駆動力がより滑らかな一定値に近づいていきます。
なお、+NIか+2NIかですが、1巻線当りをNIとするか、最大値をNIとするかの基準値のとり方の差と考えられ、どちらの考え方をとっても良いと思います。

2. は上の説明で分かると思いますが、1-7,2-8の起磁力が打ち消しあうため、1-2,7-8間の起磁力は0となります。
(単に説明の仕方が変っただけで、同じ事を言っているだけかも知れませんが)

次のような資料も参考になると思います。
http://www.geocities.jp/hiroyuki0620785/index.htm
電気の歴史イラスト館
http://www.jeea.or.jp/course/07.html
日本電気技術者協会 機器材料
    • good
    • 0
この回答へのお礼

御回答有難うございます。

起磁力分布図は、一応は書く事が出来ますし、集中巻より分布巻の方が起磁力分布が正弦波に近づく事も分かってはいるのですが、起磁力分布図の本質的な考え方が理解出来ず、「腑に落ちた」感が有りません。質問投稿前に参考URLのページも読んでみたのですが、分かりませんでした。

以下はレベルの低い質問と思いますが、よろしければ御教授下さい。
・起磁力を「NI」or「2NI」のどちらにするかで磁束の計算結果が変わってしまわないのでしょうか?
・「NI」と「2NI」の場合で、起磁力を印加される鉄心範囲(磁気抵抗)を変えて考えるのでしょうか?
・1-7の巻線の起磁力について考えると、1-7間では、スロット1巻線とスロット7巻線が作る磁束の方向が同じになります。1-7の巻線が作る1-7間の起磁力はNI+NI=2NIとはならないのでしょうか?
・起磁力分布の正負は、半径方向(ステータ→ロータ、ロータ→ステータ)の磁束の向きで決定しているのでしょうか?

お礼日時:2010/04/11 19:55

電磁石、トランス、電動機等も同じだと思いますが、非線形の磁気回路(+エアギャップ)とコイル電流による起磁力と磁束の関係を分かり易く表す場合を考えれば良いのだと思います。


細かく言えば巻線:コイルの直ぐ近くの起磁力と、コイル中心部の起磁力は違うかも知れませんが、磁束密度が高い部分は磁気抵抗が高くなり、コイル近くと中心部の磁束密度は近づき、一様な平均磁束密度で考えれば工学的には十分だと思われます。

コイルの起磁力は電流*巻数で考えますから、2NIでなく NIで表すのではと思います。
(スロット1,7を別々に考えるのではなく、スロット1,7を含むコイルの起磁力を考えます:アンペアターン)

磁束の向きは次のようにサーチ下さい。
"磁界 磁束 コイル 右ネジの法則"
例えば次の右ネジの法則の図が分かり易いと思います。
http://www.itoffice.jp/ITOFFELC2.htm
    • good
    • 0
この回答へのお礼

御回答有難うございます。

例えばですが(実際の誘導機では有り得ない例えですが)、スロット1のみにコイルが入っている場合の起磁力分布はどのようになるでしょうか?ステータスロット1にN本の直線状のコイルを通したと考えた場合です。

お礼日時:2010/04/13 21:36

このQ&Aに関連する人気のQ&A

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変圧器の励磁電流と一次電流との違いについて。

変圧器について勉強しています。
そこで,1点引っかかっています。

励磁電流と一次電流との違いは何なのでしょうか?
勉強不足なものでよく分かりません…。

励磁電流は鉄心に主磁束を形成する電流と書かれています。
ですが,一次電流も同じでは???と思って混乱しています。

お手数ですが,どなたかお分かりでしたら
教えてください。

Aベストアンサー

一次電流とは一次巻線を流れる電流のことで、(1)励磁電流と(2)負荷をかけたことによって流れる電流のベクトル和です。質問者の疑問点はおそらく、後者の負荷電流も磁束を発生させる筈なのに、何故前者だけに限るのか、ということでしょう。一次側だけを考えると確かにそうですが、負荷電流は二次側にも流れており、一次と二次の負荷電流が作る磁束は大きさが同じで向きが逆なので打ち消しあって無くなります。だから、主磁束は励磁電流だけが寄与すると言ってもいいのです。
また、電流の位相も違います。損失を無視すると励磁電流は電圧に対して90度の遅れですが、負荷による電流の位相は負荷の力率次第です。もし純抵抗負荷であれば、電圧との位相差はゼロです。よって、(1)と(2)は別々に取り扱う必要があります。

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同期機の電機子反作用について(最質問です)

2つ前で質問させて頂いた者ですが、
ご回答頂けないので、再度質問を
立ち上げさせて頂きました。
今回疑問に感じたのは、
http://www17.ocn.ne.jp/~naruhodo/
のNO3013の解説を見ての質問でした。
宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

No.1です。

> (2)純誘導性負荷(負荷力率遅れ0)……減磁作用
>  抵抗の変わりに誘導リアクタンス(コイル)を接続すると。。。
>  電流が90度遅れるので(正確には90度送れて最大値をむかえる)、界磁は先に進んでしまいます。
>   ○        ↑
>  ↑        わからないがこの部分です、なぜ界磁が先に進むのか。

界磁が電機子に起電力を発生させ、その起電力で電機子電流が流れます。
遅れ90度を考えると、まず電圧最大は界磁が縦になっているときです。
ところが電流最大はそれよりも90度遅れた時間だけ経ってからやってきます。
つまり電機子電流最大の時には界磁は90度回って横向きになってしまうのです。
この状態での磁束合成を考えると減磁作用になるということです。

Q鉄損と銅損の違い

私はいまモータについて勉強しています。
そこで、思ったのですが鉄損と銅損の違いは何なのでしょうか?

鉄損はコイルの導線の抵抗によって失われる電気エネルギー
銅損は巻線の導線にある電気抵抗によって失われる電気エネルギー

とのことですが、どちらのほうがシステム的に厄介、優先的に抑えるべきなか、
鉄損や銅損が大きいとどういった問題が起きるのか

どなたか詳しい方お願いします。

Aベストアンサー

>鉄損はコイルの導線の抵抗によって失われる電気エネルギー

これは間違いです。鉄損は磁気回路の磁場の変化に伴って発生する損失でヒステリシス損と渦電流損があります。

>どちらのほうがシステム的に厄介、優先的に抑えるべきなか、

設計上はどちらを優先するというより、目的とする主な動作状態において銅損と鉄損の合計が最も小さくなるように最適設計します。この条件が他の第3の条件との兼ね合いで満たされない場合にはその第3の条件とのトレードオフにより最適化します。

>鉄損や銅損が大きいとどういった問題が起きるのか

発熱、効率低下(消費電力増加)などの問題が生じます。

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。

Q滑り周波数制御とv/f制御の違い

こんにちは、
滑り周波数制御とv/f制御は、どこが異なるのでしょうか?
また、滑り周波数制御はクローズドループ制御、v/f制御はオープンループ制御でしょうか?

Aベストアンサー

↓の解説では足りませんか?

FAトップ製品情報駆動機器インバータ FREQROL用語集用語一覧 さ行用語解説 すべり周波数制御
http://www.mitsubishielectric.co.jp/fa/products/drv/inv/yogo/y_sl_087.htm



>1,滑り周波数制御とv/f制御は、どこが異なるのでしょうか?
↑の解説の通り

>2,v/f制御はオープン制御しか使用できないか?
安価にする為にオープンループV/F制御にしてるのであって
必ずしもクローズドループV/F制御が不可能なのではない
安価なクローズドループV/F制御は困難ではある

>3,滑り周波数制御は、すべてクローズドループ制御でしょうか?
そうです
センサレスベクトル制御もクローズドループに含めればですが
(速度センサは無いが、電流センサで速度センサの代用してる)

>4,上記が、書かれている本は、どのような本でしょうか?
概ねインバータメーカ発行のマニュアルが詳しい

↓にも少し触れてはいるが
http://www.jeea.or.jp/course/contents/09201/
インバータメーカに勝てる本は少ない

↓の解説では足りませんか?

FAトップ製品情報駆動機器インバータ FREQROL用語集用語一覧 さ行用語解説 すべり周波数制御
http://www.mitsubishielectric.co.jp/fa/products/drv/inv/yogo/y_sl_087.htm



>1,滑り周波数制御とv/f制御は、どこが異なるのでしょうか?
↑の解説の通り

>2,v/f制御はオープン制御しか使用できないか?
安価にする為にオープンループV/F制御にしてるのであって
必ずしもクローズドループV/F制御が不可能なのではない
安価なクローズドループV/F制御は困難ではあ...続きを読む

Qモータの巻線係数って何でしょうか?

こんにちは、
デメリットとして,分布巻よりも集中巻の方が巻線係数が低いため,トルクの低下,効率の低下などの影響がある。と聞いたことがあるのですが、モータの巻線係数って何でしょうか?

Aベストアンサー

巻線の巻き方により実際の値が理想値に対して低くなるので、この係数を巻線係数(K)と呼ぶ。巻線係数(K)は、1以下になる。

QVVVFインバーターってなんですか?

できれば初心者にもわかるような説明(何も知らない人に「VVVFってなに?」って聞かれて答えられるようになりたい)お願いします。

またなんのためにこれはあるのでしょうか?

Aベストアンサー

質問者様こんにちは
VVVFとはすでにNo.1さんが書かれたとおりです。
昔、小学校でモーターの電圧と回転数の関係を理科の時間でやったことがあると思います。またはモーターの変わりに豆電球かもしれませんが。
ここで、思い出してください。電池1個1.5Vの時と電池を2つを直列につないで、3Vとしたとき、豆電球の明るさ、またはモーターの回転数はどうなるかというと、電圧を高くしたほうが(明るく)もしくは(回転数があがる(早く回る))様になります。
これは電圧と明るさ(もしくは回転数)が比例関係にあります。
直流(DC)のモーターは単純に電圧を変えてやることが回転数を変化させることができるとなんとなく判るかと思います。
ただ、直流モーターの場合、中に回転子とそれに電気を供給するためにブラシがあります。詳しい構造とかの説明は省きますが、構造が複雑なのと、摩擦部分があるので、保守に手間がかかります。
それに対して、交流モーターですが、回転子を鳥かごの様な状態にして(この回転子に電気を供給する必要はありません。)その周りに90度異なる位置にコイルを設け、それぞれのコイルにかかる電圧をずらして供給してやります。(この電圧のずれを”位相”といいます。)
位相をずらしてやるには、片方のコイルだけコンデンサを挿入すれば、単純に90度位相のずれた状態で電圧が加わります。回転子をちょっと回してやれば回転をはじめます。
回転数を変えてやるにはどうするかというと、交流の周波数を変えてやる方法と電圧を変えてやる方法とがあります。
ただ、交流モーターの場合、昔の技術では簡単に周波数を変える技術がありませんでした。こうなると電圧の制御で回転数を変えてやるのですが、電圧で回転数を変えてやる方法では、回りはじめの時、トルク(力)が必要な用途に向かない傾向があります。また、交流モーターを逆回転させたいとき、反対側に別のコイルを設けて切替えなければなりません。一定回転で同一方向に回転する様な用途に交流モーターは向いているのです。構造は一見簡単ですが、電車の様に走りはじめに力の必要な速度制御を必要とする用途には向きません。
以上は単相交流(一般的な家庭に供給されている電力)の場合です。
交流にはそのほかに3相交流というのがあります。3本の線(ここではそれぞれ U、V、Wと名づけます。)電気の供給の仕方は、UとVの位相を120度ずらします。またVとWはさらに120度ずらします。WとUの関係は更に120度ずらします。合計すると360度1回転ずらして供給してやります。通常、3対の電力を供給するのに、位相を考えなかった場合、電源から負荷に行く線と負荷から電源に戻る線で2本、3対ですから2×3で6本の線が必要ですが、位相を120度ずらすことにより、3本の線で供給することができます。
ここで3相交流モーターの登場となります。回転子の周りに120度ずつ物理的にずらした3つのコイルを配置し、それぞれ、U-V間、V-W間、W-V間に接続してやります。すると、回転磁界が発生し、その中央に配置されている回転子は都度それぞれ強くなるコイルの磁界に引っ張られて回転します。また、逆回転させるにはU,V,Wのうち、2つの線の接続を入れ替えれば、容易に逆回転します。3相の交流モーターは構造が簡単です。なにしろ、回転子に電源を供給する必要が無いので、ブラシなど回転子を擦る接触部が不要です。
電車の場合、逆方向に進んだりしますから、正回転、逆回転が簡単にできることが必須です。また、モーターの回転数を変えてやるには電圧と周波数を変えてやればよいのですが、同じく、昔は簡単に周波数を変えることができず、鉄道の用途には用いられませんでした。(外国ではわざわざ3本の架線を準備して実用化試験をしたこともあった様ですが、地上施設が複雑なのと、電圧のみで制御しようとしたせいか、実用化はされなかった様です。)
近年、(とはいっても20年以上経ちますが)半導体技術の進歩で、周波数を自由自在に変えることのできる3相交流を直流から作ることができる様になりました。電圧と周波数を変えることにより、トルクの必要なときに必要なトルクが得られるのと、連続的に速度が変化していくため、スムーズな加速が得られる様になり、これで晴れて鉄道車両に交流モーターが使える様になりました。
鉄道車両に使う場合、直流モーターの様にブラシなどの保守がかからず、ブラシの無い分、回転の力を得るためのスペースが大きく取れますから、大きさのわりに強力なモーターとなります。また、連続的にトルクを変化させるので、電気機関車に使用すれば、いままでの抵抗を切替える制御方式の場合は切り替わる瞬間に空転する恐れもありましたが、その心配もなくなります。
なお、身近なところで、インバーターエアコンというのもあります。
これも、基本的には連続的にモーターの回転数を変化させることができるので、室温にあわせた冷房(暖房)の連続的な制御ができ、効率よく冷やしたり、暖めたりすることができます。
これも一般家庭の単相交流→直流に整流→3相交流をインバーターで作って、モーターの回転制御をする 様になってます。
判りやすい様に例を挙げてみましたが、なんとなくお解かりいただけたでしょうか?

質問者様こんにちは
VVVFとはすでにNo.1さんが書かれたとおりです。
昔、小学校でモーターの電圧と回転数の関係を理科の時間でやったことがあると思います。またはモーターの変わりに豆電球かもしれませんが。
ここで、思い出してください。電池1個1.5Vの時と電池を2つを直列につないで、3Vとしたとき、豆電球の明るさ、またはモーターの回転数はどうなるかというと、電圧を高くしたほうが(明るく)もしくは(回転数があがる(早く回る))様になります。
これは電圧と明るさ(もしくは回転...続きを読む

Q線電荷による電位

単位長さあたりq[C]の無限直線の線電荷から距離aだけ離れた点の電位を求めたいのですが。
電界はE=q/4πε0a[V/m]となったのですが、ここから電位を求めるにはどうすればいいのでしょうか?点電荷だと-∫[∞→r]Edrというような感じで求めることができると思いますが、線電荷の場合はどうなのでしょう?

Aベストアンサー

電位の基準点は断りがなければ無限遠点にとるのが普通です.
これは,無限遠点はどこから見ても無限遠点なので,
電荷が複数あった場合に基準点を共通に取れると言うことから来ています.
電位というのは標高みたいなものですから,
2つ以上の電荷があるときには基準点を統一しないと直接比較ができないことになります.

でも今の場合は基準点を無限遠点に取ると電位が発散してしまいますので,
この種の問題では「ただし,電位の基準点は線電荷から距離 R の場所とする」
というような但し書きがあるのが普通です.
但し書きがなければ,自分で
「電位の基準点をは無限遠点に取るのが通常だが,
今はそうできないので距離 R の点を基準にした」
などと書いておけば文句のつけようはないでしょう.

電位を単なる電界の不定積分にするのは(少なくとも私は)感心できません.

Q第三次高調波について

三相PWMインバータや、三相スイッチングコンバータでは高調波が発生しますが、なぜ第三次高調波成分は打ち消されて出現しなくなるのでしょうか?
フーリエ解析をしてみたものの良く分かりません。

お分かりの方はぜひ教えてください。

Aベストアンサー

・三相それぞれの波形が同一
・各相で基本波の位相差が120度ずれている
という条件が成立していれば、
*各相の3n次高調波は同位相、同振幅
になります。
ここで、
・三相三線の線間電圧、線電流の総和は0
という条件から、
線間電圧、線電流には3n次の高調波成分は含まれないことになります。

で、
最初の「各相の波形が同じ、基本波の位相差が120度」の条件が満足されてない場合には3n次の高調波は残留しますし、
この条件が満足していても、Y結線の相電圧では3n次の高調波が含まれていることもあります。(その場合、3n次の成分からなる中性点間の電圧が発生します。)


人気Q&Aランキング

おすすめ情報