同期電動機の原理

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同期電動機は交流電動機に属し、固定子巻線は誘導電動機と同じである。そのローターの回転速度は、ステータ巻線によって生じる回転磁場の速度と同じであるため、同期電動機と呼ばれます。このため、同期電動機の電流は位相的に電圧よりも進んでおり、つまり同期電動機は容量性負荷である。このため、多くの場合、同期電動機は給電系統の力率を改善するために使用される。同期電動機には構造的に大きく2種類あります：1、ローターは直流電流で励磁される。この種の電動機のローターは図1に示されており、図からわかるように、そのローターは明極式に作られている。磁極コア上に取り付けられた磁場コイルは互いに直列に接続され、交互に反対の極性を持つようになっており、2本のリード線が軸上に取り付けられた2つのスライドリングに接続されている。磁場コイルは、小型の直流発電機または蓄電池によって励起される。ほとんどの同期電動機では、直流発電機は電動機の軸に取り付けられており、ローターの磁極コイルに励磁電流を供給するために使用される。 この同期電動機は自動的に起動できないため、ローターには電動機の起動用としてケージ型巻線も装備されている。ラック巻線はローターの周囲に配置され、構造は誘導電動機に似ている。 ステータ巻線に三相交流電源を供給すると、モーター内部に回転磁界が生じ、ラック巻線が磁力線を切ることで誘導電流が発生し、それによってモーターが回転する。電動機が回転し始めると、その速度は徐々に上昇して、回転する磁場の回転速度よりわずかに低い値になります。このとき、ローターの磁場コイルが直流電流によって励起され、ローター上に一定の磁極が形成されます。これらの磁極はステーター上の回転磁極を追いかけようとし、そうすることで電動機のローターの回転速度は、回転する磁場と同期するまで高まっていきます。2、ローターに励磁を必要としない同期電動機 ローターに励磁を必要としない同期電動機は、単相電源でも多相電源でも使用できる。この種の電動機には、誘導電動機や多相電動機のステータに類似したステータ巻線を持ち、かつ図2に示すように回転子の表面が平面に切り出されたラック型回転子を備えるものがある。したがって、これは明極ローターに属し、ローターの磁極は磁化鋼で作られており、常に磁性を保持することができる。鼠籠巻線は起動トルクを発生させるためのもので、電動機が一定の回転速度に達すると、ローターの極性は固定子コイルの電流周波数に合わせて同期する。誘起される極性はステーターによって生じるため、その数はステーターの極数と等しくなければならない。電動機が所定の速度に達すると、ラック巻線は機能を失い、回転を維持するのはローターと磁極がステーターの磁極に追従して同期することによる。