回転磁界とACモータの動作｜ワールドワイド電機株式会社

ACモータの動作を理解するには、回転磁界の発生を見ることが重要です。これらの磁界は電磁気学の基本に従ってACモータのシャフトを回転させます。

電気モータの固定子について詳しく見てみましょう。

STATOR COIL ARRANGEMENT

下の図を使って、ステータコイル間の相互作用を見ることができます。この例では、6つのコイルがあります(3相につき2つのコイル)。モータ巻線」と呼ばれるこれらのコイルは、2つ1組で動作し、固定子を構成する鉄心材料に巻き付けられています。

モータ巻線は、それぞれが独立した電磁石になります。

モータの巻線はそれぞれ独立した電磁石になります。コイルのペアは、その巻き方によって逆極性（北極と南極）になります。図では、コイルA1が北極で、そのコイルペアA2が南極だとします。

電源

次の図で、モータの固定子は3相交流電源に接続されています。モータの巻線A1、A2は電源のA相に接続されています。また、巻線BとCはそれぞれ電源のB相とC相に接続されていると想像してください。

Motor windings are usually separated by 120ºs. モーター巻線の出現回数で極数が決まります。この例では、2組目の3相の巻線を示している。各巻線は2回現れるため、これは2極のステーターとなる。

固定子に交流電圧がかかると、巻線に電流が流れます。モータの巻線に流れる電流の方向によって、磁界の発達の仕方が決まります。以下の図を参考にしてください。回転磁界がどのように形成されるかを示しています。この図から、A1、B1、C1のモータ巻線に正の電流が流れて北極ができるとします。

START CURRENT FLOW

磁場をイメージしやすいように、下の図は一方の巻線に電流が流れていないときのスタート時点を示しています。スタートラインを観察する：

上の図から、B2とC1は北極、B1とC2は南極であることがわかります。磁力線はB2の北極から出発して、最も近い南極であるC2に到達します。また、C1の北極から出た磁束線は、最も近い南極であるB1に到達します。その結果、（矢印のように）磁場が発生します。

TIME 1

出発点から、60度ごとに磁場を監視してみましょう。時間1で磁場が60°回転したとき：

ここで巻線A1、B2は北極、巻線A2、B1は南極になる。

TIME 2

時間2で、磁場はさらに60°回転する。

C相巻線で電流が方向を変えたため（プラス方向から始まったが。 C1北極・C2南極がC1南極・C2北極になった）。

360º ROTATION

60º の時間セグメントが 6 回終わると、磁場は 360º を 1 回転したことになります。 60Hzの電源を使用すると、このプロセスを1秒間に60回繰り返します。

SYNCHRONOUS SPEED

ACモータの回転磁界にとって、速度は重要なものです。 “同期速度 “と呼ばれるものです。この速度は、周波数（F）の120倍を極数（P）で割ったものです。例えば、60Hzで運転する2極のモータの同期速度は3,600RPMです。

極数が増えると同期速度が低下します。以下のチャートは、極数が増えるほど、60 Hzでの同期速度が低下することを示しています。

ACモータについてもっと知る

回転磁界に関するこのガイドが、ACモータの動作について理解を深めるためにお役に立てれば幸いです。次回は、この磁界が実際にどのようにトルクを生み出し、負荷を回転させているのかについてご紹介します

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