誘導機の構造

誘導機とは

誘導機とは、電磁誘導の原理で動く交流電動機のことです。入力として使われる電源によって三相誘導電動機と単相誘導電動機がありますが、主に使われるのは三相のほうなので、以下、特に断りのない限りは三相誘導電動機の話だと思ってお読みください。

誘導機の構造

三相誘導電動機は、回転磁界を作る固定子と回転する回転子から構成されます。

固定子はさらに固定子巻線と固定子鉄心から成ります。けい素鋼板などの電磁鋼板を円形または扇形にスロットとともに打ち抜いて、必要な枚数積み重ねて積層鉄心を作り上げ、その内側に設けられたスロットに巻線を納め、結線して三相巻線をすることにより固定子ができあがります。

回転子は、かご形回転子と巻線形回転子との2種類に分類されます。

かご形回転子では、回転子溝に導体を納めて、棒状の導体の両端を端絡環に溶接(ろう付けでも可)した構造になっています。

一方、巻線形回転子では、積層鉄心を構成し、その外側に設けられたスロットに巻線を納め、結線して三相巻線とすることにより作られます。また、三相巻線はスリップリング、ブラシを通して外部抵抗(可変抵抗)に接続されていて、この外部抵抗によって始動特性を改善したり速度制御をしたりすることができます。

誘導機の原理

固定子の励起電流による同期速度の回転磁界と、回転子との速度の差(相対速度)によって回転子に電圧が発生し、その電圧によって回転子に電流が流れる、というのが誘導機の原理です。

回転子の回転速度が同期速度よりも遅ければ、磁束を介して回転子の回転方向にトルクが発生するので、誘導機は電動機として(つまり誘導電動機として)働きます。

反対に、回転子の回転速度が同期速度よりも高速の場合、磁束を介して回転子の回転方向とは逆方向のトルクが発生するため、誘導機は発電機として(つまり誘導発電機として)働きます。