交流誘導電動機におけるスリップがトルクに及ぼす影響は何ですか

スリップ（Slip）は交流誘導電動機の重要なパラメータであり、モーターのトルク（Torque）に大きく影響を与えます。スリップは同期速度と実際のロータ速度の差を同期速度で割った比率として定義されます。スリップは以下の式で表すことができます。

ここで：

s はスリップ

ns は同期速度

nr は実際のロータ速度

スリップがトルクに及ぼす影響

起動時のスリップ

起動時にはロータは静止しており、つまり

nr=0 となるため、スリップ s=1 となります。

起動時にはロータ電流が最大となり、磁束密度も最大となるため、高い起動トルク（Starting Torque）が得られます。

動作中のスリップ：

モーターが動作しているとき、ロータ速度

nr は同期速度

ns に近いがそれよりも小さいため、スリップ

s は 1 より小さいが 0 より大きい値になります。

スリップが大きくなるほど、ロータ電流も大きくなり、結果として電磁トルクも大きくなります。したがって、スリップはトルクに比例します。

最大トルク

特定のスリップ値、臨界スリップ（Critical Slip）において、モーターは最大トルク（Maximum Torque）を生成します。

最大トルクは通常、ロータ抵抗や漏れリアクタンスなどのモーター設計パラメータによりますが、約 0.2 から 0.3 のスリップで発生します。

定常運転

定常運転中、スリップは通常小さく、一般的には 0.01 から 0.05 の範囲です。

この時点で、モーターのトルクは比較的安定していますが、最大ではありません。

スリップとトルクの関係

スリップとトルクの関係は曲線で表現され、通常は放物線形です。曲線のピークは最大トルクに対応し、スリップが臨界値に達します。

スリップに影響を与える要因

負荷

負荷が増加すると、ロータ速度が低下し、スリップとトルクが増加して新しい平衡状態が確立されます。

負荷が最大トルクに対応する負荷を超えると、モーターは停止します。

ロータ抵抗

ロータ抵抗を増やすと、最大トルクと起動トルクが増加しますが、モーターの効率と動作速度が低下します。

供給電圧

供給電圧が低下すると、ロータ電流が減少し、トルクも減少します。逆に、供給電圧を増加させるとトルクが増加します。

まとめ

スリップは交流誘導電動機のトルクに大きな影響を与えます。スリップが大きくなるほどトルクも大きくなり、臨界スリップで最大トルクに達します。スリップとトルクの関係を理解することは、AC誘導電動機の適切な選択と使用に不可欠です。