三相非同期モーターの基本構造

三相非同期モーターは、固定ステーターと回転ローターという 2 つの基本部品で構成されます。ローターはステーターのキャビティに取り付けられ、ベアリングを備えた 2 つのエンド キャップで支持されています。ローターがステーター内で自由に回転できるようにするには、ステーターとローターの間にエアギャップと呼ばれる隙間が必要です。電気モーターのエアギャップは非常に重要なパラメーターであり、そのサイズと対称性はモーターの性能に大きな影響を与えます。
ステーター
固定子は三相巻線、固定子鉄心、機械ベースで構成されます。
固定子の三相巻線は、非同期モーターの回路部分であり、非同期モーターの動作において重要な役割を果たし、電気エネルギーを機械エネルギーに変換するための重要なコンポーネントです。固定子の三相巻線の構造は対称で、一般に 6 つの出力端子 U1、U2、V1、V2、W1、W2 を持ち、機械ベースの外側のジャンクション ボックス内に配置し、星型 (Y) に接続します。 ）または三角形（△）を必要に応じて選択します。
ステーターコアは非同期モーターの磁気回路の一部です。ステータに対する主磁場の同期回転により、コア内で発生する損失を低減するために、コアは厚さ0.5mmの高透磁率珪素鋼板を積層して作られています。珪素鋼板の両面に絶縁塗料を塗布し、コアの渦電流損失を低減します。
ケーシングとも呼ばれる機械ベースは、主に固定子鉄心を支持し、モーター負荷全体の動作中に発生する反力を支えるために使用されます。動作中の内部損失により発生する熱も、機械ベースを通じて外部に放散されます。中小型電動機のベースは鋳鉄製が一般的です。大型の電気モーターは、本体サイズが大きく、注入が不便であるため、鋼板を溶接して形成されることがよくあります。
ローター
非同期モーターの回転子は、回転子鉄心、回転子巻線、シャフトで構成されます。
回転子鉄心も電動機の磁気回路の一部であり、珪素鋼板を積層して作られています。ステーターコア積層体とは異なり、ローターコア積層体には積層体の外周にスロットが付いています。積層後、ロータコアの外円筒面に均一な形状のスロットが多数形成され、ロータ巻線が配置されます。
回転子巻線は非同期モーター回路のもう 1 つの部分であり、固定子の磁界を遮断し、誘導電位と誘導電流を生成し、磁界の力で回転子を回転させる機能があります。その構造は、かご巻きと巻線巻きの2種類に分けられます。これら 2 種類のローターの主な特徴は次のとおりです。 かご型ローターの構造はシンプルで製造が容易で、経済的で耐久性があります。巻線ローターの構造は複雑で高価ですが、ローター回路に外部抵抗を導入して始動と速度調整の性能を向上させることができます。
かご形回転子巻線は、回転子スロットに配置されたガイド バーと両端のエンド リングで構成されます。鋼材を節約し、生産性を向上させるために、低出力非同期モーターのガイド バーとエンド リングは、通常、溶解したアルミニウム液から一度に鋳造されます。高出力モーターの場合、鋳造アルミニウムの品質を確保することが難しいため、ローターコアのスロットに銅の棒を挿入し、両端にエンドリングを溶接するのが一般的です。ケージ型ローター巻線は自動的に閉じるため、外部電源から電力を供給する必要はありません。その外観がかごに似ているため、かご形ローターと呼ばれます。
エアギャップ
非同期モーターのエアギャップは非常に小さく、通常、小型および中型モーターの場合は 0.2-2mm です。エアギャップが大きいほど、磁気抵抗は大きくなります。同じ大きさの磁場を発生させるには、より大きな励磁電流が必要になります。エアギャップの存在により、非同期モーターの磁気抵抗は変圧器の磁気抵抗よりもはるかに大きいため、非同期モーターの励磁電流は変圧器の励磁電流よりもはるかに大きくなります。トランスの励磁電流は定格電流の約3%、非同期電動機の励磁電流は定格電流の約30%です。励磁電流は無効電流であるため、励磁電流は大きくなります。