2011年度 機械 問5

同期機と誘導機は、どちらも三相電源に接続された固定子巻線(同期機の場合は電機子巻線、誘導機の場合は一次側巻線)が、同期速度の回転磁界を発生している。発生するトルクが回転磁界と回転子との相対位置の関数であれば同期電動機であり、回転磁界と回転子との相対速度の関数であれば誘導電動機である。

同期電動機の電機子端子電圧を$V$ [V] (相電圧実効値), この電圧から電機子電流の影響を除いた電圧(内部誘導起電力)を$E_0$ [V] (相電圧実効値), $V$と$E_0$の位相角を$\delta$ [rad], 同期リアクタンスを$X$ [$\Omega$] とすれば、三相同期電動機の出力は、$3\times(\dfrac{V E_{0}}{X})\sin \delta$ [W] となる。

同期電動機では、界磁電流を増減することによって、入力電力の力率を変えることができる。電圧一定の電源に接続した出力一定の同期電動機の界磁電流を減少していくと、V 曲線に沿って電機子電流が増大し、力率 100 [%] で電機子電流が最大になる。

同期調相機は無負荷運転の同期電動機であり, 界磁電流が作る磁束に対する電機子反作用による増磁作用や減磁作用を積極的に活用するものである。

同期電動機では、回転子の磁極面に設けた制動巻線を利用して停止状態からの始動ができる。