スターター内での回転磁界はどのように生成されますか

スターター内での回転磁界の生成原理

電動機において、スターター内の回転磁界は、電磁気学の基本原理に基づく特定の過程によって生成されます。以下に詳細な説明を示します。

基本原理

回転磁界の生成は主に三相交流と三相巻線の配置に依存しています。具体的には、三相交流がスターターの三相巻線（これらの巻線は空間的に電角度で120°離されています）に供給されると、スターターとロータ間で回転磁界が生成されます。このプロセスは以下の手順で理解できます。

三相交流の導入

まず、三相交流が三相スタータ巻線に導入されます。これらの三相交流は同じ周波数を持っていますが、それぞれ120°の位相差があります。この位相差により、すべての巻線で同時に電流変化が起こるのではなく、順番に変化します。

磁界の形成と回転

電流が巻線を通ると、その周りに磁界が生成されます。三相交流の位相差により、これらの磁界は静的ではなく、時間とともに空間を移動します。具体的には、ある巻線の電流がピークに達すると、他の二つの巻線の電流は異なる段階にあります（例えば、一つはほぼゼロで、もう一つはピークに近づいています）。これらの電流の変化により、磁界の方向と強度が空間内で連続的に変化し、回転磁界が形成されます。

回転磁界の方向

回転磁界の方向は、三相交流の位相順序に依存します。三相交流がU-V-Wの順で変化する場合、生成される回転磁界は空間内で時計回りに回転します。逆に、巻線の任意の二相の電流順序が入れ替わる（例えば、U-W-Vとなる）と、回転磁界は反時計回りに回転します。

要因

回転磁界の速度は、電流の周波数だけでなく、磁極対数にも関係します。二極モーターの場合、磁界の回転速度は三相交流の変化率と同じです。四極モーターの場合、回転磁界の速度は半分になります。

まとめ

まとめると、スターター内の回転磁界は、120°の位相差を持つ三相交流を三相巻線に供給することで実現されます。この構成により、磁界は空間内で連続的に移動し、回転磁界が形成されます。電流の位相順序を調整することで、回転磁界の方向を変えることができます。また、電流の周波数や磁極対数を変更することで、回転磁界の速度を制御することができます。この原理は、三相インダクションモーターや同期モーターなど、様々な種類の電動機で広く使用されています。