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電動機の種類と特徴

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電動機の種類と特徴
1. 電動機の種類
三相誘導電動機
誘導電動機
単相誘導電動機
交流電動機
同期電動機
整流子電動機
直流電動機
サイリスタモーター
分巻形直流電動機
直巻型直流電動機
複巻型直流電動機
同期電動機
誘導同期電動機
超同期電動機
分巻形整流子電動機
直巻形整流子電動機
かご形誘導電動機
巻線形誘導電動機
分相始動形
コンデンサー始動形
反発始動形
コンデンサー形
汎用電動機
インバータ専用定トルク電動機
高効率電動機
回転子給電形
固定子給電形
2. 主な電動機の特徴
(1)交流電動機と直流電動機
交流電動機は直流電動機に比べて構造が簡単で安価であり保守,点検
も容易である。また大容量化,高圧化の要求にも応じやすいなどの点が
優れている。一方直流電動機は速度制御を行う場合の精度において交流
c)
負荷が変っても回転速度を一定に保つことができる。
d)エアギャップが誘導電動機より大きいのでギャップ部の故障が少
なくそれだけ保守が容易になる。
次に欠点をあげると,
電動機よりもまさっている。しかし,サイリスタ,パワートランジスタ
イ)直流励磁を必要とし誘導電動機に比べて設備費が高くなる。ただ
等の半導体技術の著しい向上とともに,速度制御の面で交流,直流の優
し大容量機及び低速機になるほど逆に誘導電動機よりも設備費が安
劣はつけ難くなりつつあり,ポンプ用電動機としては交流電動機がその
大半を占めている。
(2)誘導電動機
くなる傾向になる。
ロ)
始動トルクが小さく始動がやや複雑である。
ハ)
乱調を起す恐れがある。
誘導電動機は各種電動機のうちで最も広く普及している。回転子の構
同期電動機は大容量,低速度において誘導電動機よりもすぐれた特性
造により,かご形誘導電動機と巻線形誘導電動機に分けられる。
を示す。また高速度の場合も回転子を塊状にすることにより機械的強度
a)かご形誘導電動機
をもたせることができる。近年はブラシレス励磁方式が多く採用される
かご形誘導電動機は最も構造が簡単,堅牢であり運転特性も良好で
傾向にあるが,この方式は交流励磁機と回転整流装置によってスリップ
ある。しかし全電圧始動時,定格の5∼8倍の始動電流が流れるため,
リングとブラシをなくしたもので,無保守化に伴う信頼性の向上,省力
電源などの始動条件が問題となることがあり,電源に余裕のない場合
化を可能にしている。
交流整流子電動機
は,スタ−デルタ始動,リアクトル始動等の減電圧始動を行う必要が (4)
ある。電源容量が十分であれば全電圧始動が経済性のうえで最も優れ
一次巻線を回転子側に設ける回転子給電形と固定子側に設ける固定子
ている。
給電形があり前者はシュラーゲモーターといわれている。ブラシを移動
また速度制御は,従来は巻線形電動機に比べてやりにくいという欠
させることにより.二次側電圧を調整し速度制御を行うことができる。
点があったが近年汎用インバータの出現で非常に容易になってきてい
固定子給電形の場合は二次励磁装置として誘導電圧調整器を用いてい
る。汎用インバータ駆動は,初期の頃は始動トルク,低周波数運転時
る。特長としては,
のトルク等に難があったが,最近ではセンサレスベクトル制御の導入
a)
効率,力率が良好である。
やインバータ専用定トルク電動機の利用で改善が進んできており,残
b)
始動特性がよい。
された課題の主なものは高調波対策ぐらいである。インバータ専用定
トルク電動機は,汎用電動機をインバータ駆動した場合に30Hz以下の
連続運転ではトルク低減が必要なのに対し,定トルクでの連続運転範
囲を6∼60Hz程度まで可能にしたものである。
c)
同期速度以上の運転が可能である。
などの点があげられるが,ブラシ整流子,スリップリングの保守が必要
である。
(5)
サイリスタモーター
また,省エネルギの気運の高まりから,汎用電動機よりも効率を改
交流無整流子電動機といい,同期電動機が使用される。原理的には直
善した高効率電動機がJISでも制定され,導入の促進が図られている。
流機の整流作用をサイリスタによるスイッチング作用におきかえたもの
b)巻線形誘導電動機
であり,直流機のもつ優れた速度制御性と交流機のもつ優れた保守性の
巻線形誘導電動機は二次抵抗器により始動電流を小さくし始動トル
両方の長所を兼ね備えた可変速電動機である。
クを大きくすることができるなど,すぐれた始動特性をもっているの
特長としては次の点があげられる。
で,電源容量が小さく始動電流が制限される場合に有効である。また,
速度制御が容易で中形以上のポンプ用電動機として最も多く使用され
ている。スリップリング,ブラシの保守が必要であるが,摩耗を緩和
するため速度制御を行わない場合はスリップリング短絡装置及びブラ
シ引上げ装置を付けることもある。
(3)同期電動機
同期電動機は次にあげる特長を持っている。
a)界磁電流を調整して力率を100%にできるだけでなく進み力率にす
a)直流機のような整流子とブラシの機械的接触がなく,完全ブラシ
レス化できるので保守,点検が容易になる。
b)
制御性がよく特性も本質的に直流機と同一である。
c)
広範囲かつ可逆運転,回生運動可能な速度制御が行える。
また欠点としては,
a)
発生トルクの瞬時値に脈動を生じる。
b)
高調波対策が必要である。
などの点がある。
ることも可能で設備全体の合成力率を改善できる。
b)誘導電動機に比べて効率がよく,特に低速度運転の場合にすぐれ
ている。
(参考文献:実務家のための最新下水道ハンドブック,建設産業調査会)
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