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交流誘導電動機

1888
  • Nikola Tesla
  • Galileo Ferraris
AC induction motor in industrial application with visible stator and rotor components.

(画像はイメージです)

交流誘導 モーター ステータによって生成される回転磁場の原理に基づいて動作します。この磁場は、空間的に分散配置されたステータ巻線に多相交流電流を供給することによって生成されます。回転磁場は回転子導体(例えば、かご形コイル)に電流を誘導し、それによって逆向きの磁場が生成されます。これらの磁場の相互作用によって回転トルクが発生します。

交流誘導電動機の優れた点は、回転子に電気的な接続を一切必要とせずに運動を生み出すことができるため、シンプルで頑丈かつ信頼性が高いことです。その鍵となる概念は、回転磁界です。一般的な三相電動機では、固定子には物理的に 120 度ずらされた 3 組の巻線があります。これらが三相交流電源 (各相の電圧も時間的に 120 度ずらされている) によって励磁されると、結果として生じる磁界は一定の大きさを持ちながら一定の速度で回転します。この速度は同期速度 ([latex]N_s = 120f / P[/latex]、ここで f は電源周波数、P は極数) と呼ばれます。

この回転する固定子磁界は、回転子の導体バーを掃引します。ファラデーの誘導法則により、この相対運動によって短絡された回転子バーに電圧、ひいては大きな電流が誘導されます。この誘導電流は回転子に独自の磁場を生成します。レンツの法則によれば、回転子磁界はそれを引き起こした変化に抵抗するため、固定子磁界に引きずられることになります。トルクを発生させるには、回転子は同期速度よりもわずかに遅く回転する必要があります。この速度差は「滑り」と呼ばれます。滑りによって、固定子磁界は回転子導体を「切断」し続け、電流を誘導することができるのです。

UNESCO Nomenclature: 2205
電気工学

タイプ

物理デバイス

混乱

革命的

使用法

広く普及している

前駆物質

  • マイケル・ファラデーの電磁誘導の法則
  • 多相交流(AC)電力システムの開発
  • ジェームズ・クラーク・マクスウェルの電気と磁気を統一する方程式

アプリケーション

  • 産業用駆動装置(ポンプ、ファン、コンベア)
  • 家庭用電化製品(冷蔵庫、洗濯機)
  • 電気自動車(例:テスラ モデルS)
  • 高速鉄道
  • 上下水処理施設

特許:

  • US381968A

潜在的なイノベーションのアイデア

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関連キーワード:交流モーター、誘導モーター、回転磁界、ニコラ・テスラ、かご形回転子、固定子、滑り、三相電力、同期速度、電磁気学。

歴史的背景

交流誘導電動機

1883
1884
1887
1888
1889
1890
1890
1882-01-01
1884
1885
1887
1889
1890
1890
1895

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

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