リスケージ単相誘導電動機の黒、赤、白の3本の線を使用して速度を制御する原理は何ですか

背景情報

単相誘導電動機は、様々な家庭用電化製品や小型装置に広く使用される一般的なタイプの電動機です。そのローターは通常、巣籠型設計であり、これにより電動機は構造が簡単で維持管理コストが低く、長寿命となります。しかし、単相誘導電動機の起動と速度制御は比較的複雑で、回転磁界を生成するための何らかの機構が必要となります。

速度制御の原理

三本のワイヤーの機能

単相誘導電動機において、黒、赤、白のワイヤーを使用して速度を制御する原理は、主に電動機の内部巻線を制御することに関連しています。具体的には、これらの三本のワイヤーは電動機のスタータ巻線に接続され、これらの巻線の電流または電圧を調整することで電動機の動作状態を変え、それによって速度制御を達成します。

可変周波数駆動装置（VFD）

単相誘導電動機の速度をより正確に制御するために、しばしば可変周波数駆動装置（VFD）が採用されます。VFDは、電動機への入力周波数を変更することで電動機の速度を制御します。周波数が増加すると、電動機の速度もそれに応じて増加し、逆に周波数が減少すると電動機の速度も減少します。

ブラシとスライダーポテンショメータ

一部の高度な誘導電動機の設計では、ロータ巻線端子が取り出され、ロータ軸上の三つのスリップリングに接続されます。スリップリング上のブラシを通じて外部の三相抵抗をロータ巻線と直列に接続し、速度制御を提供することができます。外部抵抗はロータ回路の一部となり、電動機の起動時に高トルクを生み出します。電動機が加速するにつれて、抵抗をゼロにまで減らすことができます。

力率と効率

誘導電動機の力率は負荷により変動し、満載時には0.85または0.90ほどまで高く、無負荷時には約0.20ほどまで低くなります。適切な制御戦略、例えば可変周波数駆動装置（VFD）を使用することで、力率と全体的な効率を最適化することができます。

結論

要するに、単相誘導電動機のローターは巣籠型であり、黒、赤、白のワイヤーを使用して速度を制御する原理は、主にスタータ巻線の電流または電圧を調整し、可変周波数駆動装置（VFD）を使用して入力周波数を変更することで達成されます。さらに、高度な設計ではブラシとスリップリングを使用して速度制御と効率をさらに最適化することもあります。