初心者向け電験三種・機械・6・誘導電動機の基本原理【超簡単に学ぶ！】第三種電気主任技術者

Aki塾長_電験三種チャンネル

12 May 202016:43

Summary

TLDRこの動画では、誘導電動機の基本原理について解説しています。アルミニウム円盤を使った実例をもとに、フレミングの右手・左手の法則を利用して、磁界と誘導電流がどのようにして回転を生むかが説明されています。また、回転子の種類（かご型と巻線型）や、積層鉄心の役割、同期速度や滑りの公式など、電動機に関連するさまざまな概念も解説されており、視聴者が学習を進める上での基礎知識が丁寧にまとめられています。

Takeaways

🔧 誘導電動機は、磁石とアルミニウムの円盤の相互作用により回転します。
🧭 誘導電動機の動作原理は、フレミングの右手の法則と左手の法則に基づいています。
🌀 回転子は磁石によって誘導電流が発生し、電磁力により回転します。
🔌 スリップリングと抵抗が巻線型誘導電動機の速度制御に使用されます。
🏗️ 積層鉄心は渦電流による損失を防ぐために使用されます。
⚙️ 同期速度は、電流の周波数、極数、回転子の回転数と関係しています。
🔢 同期速度の計算式は ns = (p/120) * f 回毎分です。
🔄 交流磁界は、電流の周波数によって交差する磁界を生成します。
📐 電気角度は、電流の位相の角度を示し、回転子の回転角度と直接関係しています。
🔄 滑りは回転子速度と同期速度の差を示し、回転子は常に同期速度よりも遅く回転します。

Q & A

誘導電動機の回転の原理は何ですか？
-誘導電動機は、磁石が回転するとそれに誘導された電流が胴体内に流れ、その電流と磁界の相互作用で回転力（電磁力）が発生します。この電磁力により胴体が磁石の回転に追随して回転します。
フレミングの右手・左手の法則の役割は何ですか？
-フレミングの右手の法則は、磁界の中で動く導体に誘導される電流の方向を示し、左手の法則は、その電流が磁界と相互作用して発生する力の方向を示します。これらの法則によって、誘導電動機の動作が説明されます。
誘導電動機の回転子にはどのような種類がありますか？
-誘導電動機の回転子には2つのタイプがあります。一つは『かご型』で、もう一つは『巻線型』です。巻線型にはスリップリングがついており、外部の抵抗で速度や始動を制御できる特徴があります。
積層鉄心が使用される理由は何ですか？
-積層鉄心は、交番磁界によって発生する渦電流損失を防ぐために使用されます。渦電流が大きくなると熱損失が発生し効率が低下するため、絶縁された薄い鉄板を積み重ねた構造にします。
同期速度とは何ですか？
-同期速度は、回転磁界が回転する速度のことを指します。この速度は、電源周波数と磁極の数に基づいて決まり、公式は『ns = 120f / p』で表されます。
滑りの定義とその公式は何ですか？
-滑りとは、回転子の速度が回転磁界の速度（同期速度）に対して遅れる割合のことです。滑りを示す公式は『s = (ns - n) / ns』で、nsは同期速度、nは回転子の速度を示します。
回転磁界の原理は何ですか？
-回転磁界は、三相交流を120度ずつ位相をずらして流すことで、コイルの磁界が回転するように発生します。この回転磁界が回転子を回転させる力を生み出します。
交番磁界とは何ですか？
-交番磁界とは、磁界の方向が時間とともに交互に変わる磁界のことを指します。交流電流によって発生し、磁界の方向が一定の周期で反転します。
電気角と幾何学的角度の違いは何ですか？
-電気角は電流の位相角度を示し、幾何学的角度は回転磁界が実際に回転する角度を示します。例えば、電気角で360度回転すると、幾何学的には180度回転する場合もあります。
巻線型回転子の特徴は何ですか？
-巻線型回転子にはスリップリングがあり、外部抵抗を接続して速度制御や始動制御が可能です。また、巻線は通常三相であり、巻線の電流を外部の抵抗に流すことで、電動機の動作を調整します。

Outlines

00:00

🔧 誘導電動機の基本原理と回転の仕組み

この段落では、誘導電動機の基本的な動作原理について解説しています。具体的には、アルミニウム円盤が磁石に引き寄せられ回転する仕組みがフレミングの右手・左手の法則で説明されています。この動作原理が誘導電動機にも応用されており、磁界と導体の相互作用で回転が生じることが詳しく述べられています。さらに、巻線型とかご型の回転子の違いも触れられ、誘導電動機のバリエーションについても言及されています。

05:04

🔌 回転磁界と三相誘導電動機の原理

この段落では、磁石の代わりにコイルを用いて回転磁界を発生させる方法について説明しています。三相交流電流を用いて120度ずつ位相をずらした電流を流すことで回転磁界が生成され、三相誘導電動機がその原理で動作します。また、交番磁界についても説明されており、交流電流により磁界が交互に変化する様子が解説されています。さらに、固定鉄心や積層鉄心の構造についても触れ、誘導電動機や変圧器での渦電流損失を抑えるための工夫が述べられています。

10:09

⚙️ 同期速度の公式と回転数の関係

この段落では、同期速度とその公式（ns = 120f / P）について詳しく解説しています。曲数と回転数の関係が反比例していることが述べられ、2極、4極、6極の具体例を用いて同期速度がどのように変わるのかが説明されています。また、電流の周波数が回転磁界の速度に影響を与える仕組みについても説明され、回転数を求める際に公式を使用する重要性が強調されています。

15:10

🔄 電気角度と滑りの仕組み

この段落では、電気角度と幾何学的角度の違いについて説明しています。電流の位相変化を表す電気角度と、実際に回転する角度を表す幾何学的角度が異なる点を強調しています。さらに、回転子の速度が常に同期速度より遅くなる現象である滑りについても解説され、その数値化された公式（s = (ns - n) / ns）が紹介されています。滑りの概念は、回転子の動作原理を理解するために重要であると述べられています。

Mindmap

Keywords

💡誘導電動機

誘導電動機とは、電磁誘導の原理を利用して回転運動を生み出す電動機のことです。動画では、フレミングの右手・左手の法則を使って説明されており、磁界と誘導電流の相互作用によって回転力が発生することが示されています。誘導電動機の動作原理が学習の中心テーマです。

💡フレミングの右手・左手の法則

フレミングの右手の法則は、磁場と運動の方向から電流の方向を決定する法則で、左手の法則は電流と磁場から力の方向を決定する法則です。動画では、誘導電流や電磁力の発生を説明するためにこれらの法則が用いられ、特に回転する円盤の動きを理解するために重要な概念です。

💡回転磁界

回転磁界とは、コイルに流れる電流によって発生する磁界が回転する現象です。動画では、三相交流電流を使って回転磁界が生成される仕組みが説明されており、誘導電動機がこの回転磁界によって回転子を回転させることが解説されています。

💡回転子

回転子とは、誘導電動機内で回転する部分のことです。動画では、胴体（導体）が磁界によって回転する様子を説明し、この回転子が回転磁界に従って動作することが強調されています。

💡かご型回転子

かご型回転子とは、短絡された胴体で構成された誘導電動機の回転子の一種です。動画では、このかご型回転子が簡単に動作する理由が説明され、もう一つの巻線型回転子との違いも紹介されています。

💡巻線型回転子

巻線型回転子は、スリップリングを使用し外部抵抗を接続することで制御可能な回転子です。動画では、この巻線型回転子が特に始動や速度制御に利用されることが解説されており、かご型回転子との比較で説明されています。

💡滑り

滑りとは、回転子の速度と同期速度（回転磁界の速度）の差を数値化したものです。動画では、回転子が常に同期速度より遅れることが説明され、その滑りをS= (Ns-N)/Nsという公式で表すことが強調されています。

💡同期速度

同期速度とは、回転磁界が回転する速度のことです。動画では、同期速度が回転子の動作に直接影響を与え、Ns = 120f / pという公式で計算されることが説明されています。

💡積層鉄心

積層鉄心は、渦電流による損失を防ぐために、薄い鉄板を積み重ねて作られた電動機の部品です。動画では、この構造が誘導電動機において渦電流を抑制し、効率的な動作を可能にすることが説明されています。

💡交番磁界

交番磁界とは、磁界の向きが時間と共に交互に変化する磁界のことです。動画では、交流電流によって交番磁界が発生する仕組みが説明され、回転磁界とは異なる概念として紹介されています。

Highlights

誘導電動機の基本原理について学習する。

誘導電動機の回転の原理、フレミングの右手左手の法則を説明。

アルミニウム円盤と磁石を使った回転の説明。

誘導電流と電磁力の関係を解説し、円盤が磁石に従うように回転する原理を示す。

誘導電動機の構造と原理、回転子の説明。

短絡感の説明と、かご形回転子と巻線型回転子の違い。

巻線型回転子のスリップリングと抵抗の役割を解説。

三相誘導電動機の回転磁界の発生原理。

交番磁界の説明、交流電流と電圧のパターンを示す。

固定鉄心の構造、積層鉄心の利点と渦電流損失を防ぐ仕組み。

同期速度の公式を紹介し、周波数と極数による速度の計算方法を説明。

電気角と幾何学的角度の違いを解説。

滑りの概念と滑り率の公式を紹介。

かご形回転子と巻線型回転子の速度制御や指導制御の違いを説明。

まとめとして、同期速度、電気角度、滑りの公式を覚える重要性を強調。

Transcripts

00:00

[音楽]

00:04