三相誘導電動機

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    資料紹介

    1 目的
     実験を通じて、三相誘導電動機の基本特性を理解する。
    2 原理
     まず、磁界の回転による磁石の回転を図1に示す。
    図1:磁界の回転による磁石の回転
     この図1より、何らかの方法で磁界を回すと、相対速度 が現れる事が分かる。すると次に起電力e( × )が発生し、それに伴って回転子電流Iも流れ始める。そしてそれらの向きとフレミングの左手の法則から、力fが発生し、磁石を回転させるという事が分かる。
     尚、この時の回転磁界及び回転子の回転速度をNs[rpm],N[rpm]で表し、特にNsの値は周期(周波数)によって変化する。そのNsは
         Ns=120f/p     (1)
    と表す事ができ、更にこのNsとNから
         s=(Ns-N)/Ns     (2)
    という式も立てられる。この時のpを極数,sをすべりといい、sはNsとNの相対差を表す。
     次に、三相交流の図を図2(a),(b)に示す。
           (a) (b)
    図2:三相交流の図
     これらの図(a),(b)より、三相交流における時間に対して変化する磁界の向きを捉える事が出来る。
     また、三相誘導電動機においては出力Pout,トルクT,力率cosφについて以下の式が成り立つ。
         Pout=0.2565・N・w      (3)
         cosφ={Pi/(√3・V・I)}×100     (4)
    尚、この時w[kg]は動力計のはかりの指示値、Pi[W]は入力、V[V]は印加電圧である。
     最後に、電動機のパワーフロー図を以下の図3に示す。電動機は電力というエネルギーPiを入力されて機械エネルギーPoutを出力する変換機であるが、図3にも示したように入力Piがそのまま出力される事はなく、そこには損失が発生する。損失には機械損と電力損(1次銅損,2次銅損)があり、それらを合わせたものが全損失となる。従ってこれらの関係を考えると、効率ηは
         η=(Pout/Pi)×100      (5)
    という式で表す事が出来る。
    図3:電動機のパワーフロー図
    3 使用器具
     電力計 1台 2042 61AP0013 YOKOGAWA
     電圧計 2台 2013 61AE0179  YOKOGAWA
            2011 61AA00257  YOKOGAWA
     電流計 5台 2013 61AE0022  YOKOGAWA
            2013 61AE7721  YOKOGAWA
        2013 60AE7802  YOKOGAWA
        2011 70AA06650  YOKOGAWA
        2011 70AA06652  YOKOGAWA
     発電装置 1台 MG-PS-110P 2772 SEIKOSHA
     電気動力計 1台 DM-3 2775  SEIKOSHA
     単相抵抗負荷装置 1台 LR-3S 27752  SEIKOSHA
     界磁調整器 1台 D-97692 27751  SEIKOSHA
     変圧器 1台 S3P-240-15  YAMABISHI
    4 実験方法
     実験回路を図4.1に示す。
    4.1) 無負荷試験
     交流電圧調整器のつまみを回して印加電圧の60Vとする。このときの各相の電流、電力、回転数を記録する。電圧を20Vずつ増やして印加電圧が240Vになるまで同様の実験を繰り返す。
    4.2) 負荷試験
     交流電圧調整器を調整して印加電圧を200Vとする。界磁電流が1.2Aになるように界磁調整器を調整する。また、負荷抵抗を調整して発電機の電機子電

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    1 目的
     実験を通じて、三相誘導電動機の基本特性を理解する。
    2 原理
     まず、磁界の回転による磁石の回転を図1に示す。
    図1:磁界の回転による磁石の回転
     この図1より、何らかの方法で磁界を回すと、相対速度 が現れる事が分かる。すると次に起電力e( × )が発生し、それに伴って回転子電流Iも流れ始める。そしてそれらの向きとフレミングの左手の法則から、力fが発生し、磁石を回転させるという事が分かる。
     尚、この時の回転磁界及び回転子の回転速度をNs[rpm],N[rpm]で表し、特にNsの値は周期(周波数)によって変化する。そのNsは
         Ns=120f/p     (1)
    と表す事ができ、更にこのNsとNから
         s=(Ns-N)/Ns     (2)
    という式も立てられる。この時のpを極数,sをすべりといい、sはNsとNの相対差を表す。
     次に、三相交流の図を図2(a),(b)に示す。
           (a) (b)
    図2:三相交流の図
     これらの図(a),(b)より、三相交流における時間に対して変化する磁界の向きを捉える事が出来る。
     また、三相誘導電動機においては出..

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