68 – 三相誘導電動機のN-T特性解析

アプリケーションノート・モデルデータ

概要

誘導機は固定子巻線の回転磁界により2次導体に誘導電流が流れ、その電流と回転磁界により2次導体が回転方向に力を受け回転するモータです。構造が簡単で、小型・軽量、安価、保守の手間が要らないという長所を持つため、産業用から家電製品に至るまで多く使われています。
誘導機は、2次導体に誘導される電流が特性に大きく影響します。また特にギャップ付近には強い磁気飽和を伴います。このため、設計検討のための特性の把握には、有限要素法に基づく磁界解析が有用です。
ここでは、N-T特性(回転速度-トルク特性)と電流密度分布を確認した事例についてご説明します。

電流密度分布

回転速度1050(rpm)時における電流密度分布を図1に示します。ステータコイルが作る回転磁界により、ロータのかごに誘導電流が発生します。この誘導電流により生じる磁束と回転磁界によってトルクが発生するため、誘導電流がトルク特性に大きく影響します。

N-T特性

N-T特性グラフを図2に示します。この誘導電動機は、低速域で最大トルクが得られることがわかります。低速域でトルクが高くなっていることから、この誘導電動機はかごの電気抵抗が高いことがわかります。かごの導体の太さを変えるなどして電気抵抗を小さくすることによって、最大トルクが得られる回転領域を高速域に変更することができます。

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