原動機の選定

三相交流電流が発明されてから、原動機は一般的に電動機が選ばれるのでしょうね。ディーゼルエンジンなんて結局面倒ですから。

私が言いたいのは、同期電動機と誘導電動機を選択する基準です

同期電動機と誘導電動機の選択

一、同期電動機と非同期電動機の設計上の違い： ①同期と非同期の最大の違いは、それぞれの回転子の速度が固定子の回転磁場の速度と一致しているかどうかにある。もし回転子の回転速度が固定子と同じであれば同期電動機と呼ばれ、一致していなければ非同期電動機と呼ばれる。。。 ②極対数が一定の場合、モーターの回転速度と周波数の間には厳密な関係があり、モーターの専門用語で言えばそれが同期です。非同期電動機は誘導電動機とも呼ばれ、主にモーターとして使用され、動作時のローターの回転速度は常に同期電動機よりも低い。 ③いわゆる「同期」とは、アームチェア（ステータ）巻線に電流が流れると、気隙内に回転磁界が形成され、その磁界の回転方向および回転速度がローターの回転方向や回転速度と同じであるため、同期と呼ばれる。 非同期電動機の場合、その回転磁界とローターの間に相対速度が生じ、それによってトルクが発生する。 二、なぜ同期するのか、なぜ同期しないのか？ 同期電動機と誘導電動機の固定子巻線は同じで、主な違いは回転子の構造にある。同期電動機の回転子には直流励磁巻線があり、そのため外部から励磁電源を接続し、スリップリングを通して電流を供給する必要がある；一方、非同期電動機のローターは短絡された巻線であり、電磁誘導によって電流が発生する。それに比べて、同期電動機はより複雑で、コストも高い。 同期電動機と非同期電動機はどちらも交流動力電動機であり、50Hzの交流電源によって駆動されて回転します。非同期電動機は、ステーターに交流電流を供給して回転磁界を発生させ、ローターがそれによって誘導されて磁界を生み出します。この2つの磁界が作用し合うことで、ローターはステーターの回転磁界に従って回転するのです。その中で、ローターはステーターの回転磁界よりも遅く回転し、すべりが生じるため同期しないことから、非同期機と呼ばれます。同期電動機のステータは誘導電動機と同じですが、そのローターには人工的に直流電流を流して一定の磁場を生成し、これによってローターもステーターの回転磁場に合わせて同期して回転するため、同期電動機と呼ばれます。 簡単に言えば、誘導電動機の回転子には直流励磁電流が流れておらず、同期電動機の回転子には直流励磁電流が流れることで、回転子の回転速度が固定子と回転子が交差して生じる磁場の回転速度と一致するようになっている。 三、同期発電機のローターにはなぜ交流の励磁電流を流さず、直流の励磁電流を流すのか？ 工業用周波数50Hzを考慮し、ローターに直流励磁電流を流すことで、ステータ巻線内に50Hzの電位が誘起される。 ローターに交流励磁電流が流れると、正方向と反方向の2つの回転磁界に分かれ、正方向の回転磁界の回転速度がローターの回転速度と重なり合うことで、ステータ巻線内に100Hzの電位が誘導される；逆回転磁界の回転速度はローターの回転速度と相殺され、ステータ巻線に対しては静止した状態となり、電位は発生しない。しかし、ステータ磁束には直流成分が現れ、飽和する可能性がある。 四、同期電動機と誘導電動機はどのように選ぶか（機能と用途からの区分）？ ①同期電動機は、主に大型発電機の場面で使用されます。一方、非同期電動機はほぼすべて電動機として使用される。同期機は、励磁によって入力側の電圧と電流の位相、すなわち力率を柔軟に調整することができる；誘導電動機の力率は調整できず、一般的に0.75～0.85の間です。そのため、大規模な工場で誘導電動機が多く使用されている場合、力率を調整するために同期電動機を追加して無効電力補償装置として利用することがあります。これにより、工場と送電網の接続点における力率を調整するのです。しかし、同期電動機はコストが高く、メンテナンスの負担も大きいため、現在では一般的にコンデンサによる力率補償が用いられています。 ②同期電動機の効率は誘導電動機よりわずかに高く、2000KW以上の電動機を選定する際には、同期電動機を採用するかどうかを検討する必要があります。しかし、同期機には励磁巻線とスライドリングがあるため、励磁を制御するには高度な技術を持つ作業員が必要であり、また、誘導電動機のメンテナンスフリーと比べて保守作業の負担が大きい；ですから、現在2500KW以下の電動機では、ほとんどが非同期電動機が選ばれています。出力が小さい場合、効率の差はもはや無視できるほどになっている。 ③非同期電動機は構造がシンプルでコストが低く、設置や使用、メンテナンスも容易なため、広く利用されています。欠点は効率が低く、力率が低いため電力網に悪影響を与えることです。また、同期電動機は容性負荷に対して効率が高く、送電網の力率を改善できる。 ④同期機は励磁電圧や電流の調整が必要だが、誘導機には必要ない；同期機はシステムに無効電力を補償できるが、誘導機の場合は出力補償のために専用の装置が必要である。 ⑤同期機の主な運転モードには、発電機、電動機、補償機として運転する3つがある。 発電機として運転することは同期電動機の最も主要な運転方式であり、電動機として運転することは同期電動機の別の重要な運転方式です。同期電動機の力率は調整可能であり、速度制御が必要とされない場合に大型同期電動機を使用することで、運転効率を向上させることができる。近年、小型同期電動機は周波数変換速度制御システムでますます多く利用されるようになってきている。 同期電動機は、同期補償機として電力網に接続することもできる。このとき、モーターにはいかなる機械的負荷もかからず、回転子内の励磁電流を調整することで、電力網に必要な誘導性または容量性無効電力を供給し、電力網の力率を改善したり電圧を調整したりする目的を達成する。一般的な用途では、機器の駆動として非同期電動機を選べばよいです。