誘導電動機のロータ抵抗と起動トルクとの関係
インダクションモーターのロータ抵抗と起動トルクには密接な関係があります。起動トルクとは、モーターが静止状態で起動されたときに発生するトルクを指し、これはモーターの起動性能を測る重要な指標です。以下に、ロータ抵抗と起動トルクの間の関係について詳しく説明します。
起動時の等価回路モデル
ロータ抵抗が起動トルクに与える影響を理解するためには、まずインダクションモーターの起動時の等価回路モデルを理解する必要があります。モーターの起動時には速度がゼロであり、等価回路はスタータ巻線とロータ巻線を含む回路に簡略化できます。
起動時のトルク表現
起動時にインダクションモーターのトルクTは以下の式で表すことができます。
Esはスタータ電圧です。
R 'rはロータ抵抗（スタータ側に換算）です。
Rsはスタータ抵抗です。
Xsはスタータリアクタンスです。
X 'rはロータリアクタンス（スタータ側に換算）です。
kはモーターの物理的なサイズと設計に関連する定数因子です。
ロータ抵抗の影響
起動トルクはロータ抵抗に比例します：上記の式から、起動トルクはロータ抵抗R 'rに比例することがわかります。つまり、ロータ抵抗を増やすことで起動トルクを増加させることができます。
起動電流Isはロータ抵抗に反比例します：起動電流はロータ抵抗R 'rに反比例します。つまり、ロータ抵抗を増やすと起動電流が減少します。
具体的な影響
起動トルクの増加：ロータ抵抗を増やすことで起動トルクを増加させることができます。これは大トルクが必要なアプリケーションにおいて非常に重要です。
起動電流の減少：ロータ抵抗を増やすことで起動電流を減少させることができます。これにより、特に複数のモーターが同時に起動される場合、グリッドへの大きな電流ショックを防ぐことができます。
効率への影響：ロータ抵抗を増やすことで起動トルクは向上しますが、モーターの運転中にロータ抵抗が多すぎるとエネルギー損失が増加し、効率が低下します。
巻線ロータインダクションモーター（WRIM）
巻線ロータインダクションモーター（WRIM）は、スリップリングとブラシを通じて外部抵抗を追加し、起動時に大きな起動トルクを得るためにロータ抵抗を動的に調整することができます。起動後、付加抵抗を徐々に減らすことにより、モーターの通常運転効率を回復することができます。
まとめ
インダクションモーターのロータ抵抗と起動トルクには比例関係があります。ロータ抵抗を増やすことで起動トルクを改善することができますが、起動電流や運転効率にも影響を与えます。したがって、モーターの設計と選択を行う際には、起動トルク、起動電流、運転効率などを総合的に考慮し、最適なパフォーマンスバランスを達成する必要があります。
