なぜ二重ケージインダクションモーターは高い起動トルクを持つのか

二重巣型誘導電動機（デュアルスコーチケージ誘導電動機とも呼ばれる）は、その独自の構造設計により主に起動トルクが高い特徴を持っています。このタイプのモーターは異なる抵抗とインダクタンス特性を持つ2つの独立したローターケージを持ち、それぞれが異なる動作段階でのモーターの性能を最適化します。以下に詳細な説明を行います。

二重巣型誘導電動機の構造

二重巣型誘導電動機のローターは以下の2つの部分で構成されています：

• 外側ケージ（起動ケージ）：通常、太いバーとエンドリングで作られ、低抵抗と高インダクタンスを持っています。

• 内側ケージ（運転ケージ）：通常、細いバーとエンドリングで作られ、高抵抗と低インダクタンスを持っています。

起動段階

低抵抗と高インダクタンス：

• 外側ケージ：外側ケージでは、太いバーによって低抵抗と高インダクタンスが実現されます。起動時には外側ケージの電流が大きくなり、強力な磁界を生み出し、高い起動トルクを提供します。

• 高インダクタンス：高インダクタンスは電流が電圧に対して遅延することを意味し、これは起動時により強力な回転磁界を形成し、起動トルクを増加させます。

• 皮膚効果：

起動時には動作周波数が低く、皮膚効果は最小限です。皮膚効果とは交流が導体の表面近くに集中する傾向のことです。起動時の周波数が低いことから、外側ケージの低抵抗特性が十分に活用され、高い起動トルクを提供します。

運転段階

高抵抗と低インダクタンス：

内側ケージ：内側ケージは細いバーとエンドリングで構成され、高抵抗と低インダクタンスを持っています。通常運転時には周波数が高く、皮膚効果が顕著となり、電流は主に内側ケージを流れます。

高抵抗：高抵抗は銅損失を減らし、運転中のモーターの効率と性能を向上させます。

滑らかな移行：

モーターが起動から運転に移行する際、電流は徐々に外側ケージから内側ケージへと移ります。この滑らかな移行により、モーターは異なる動作段階で良好な性能を維持することができます。

総合的な利点

高い起動トルク：外側ケージの低抵抗と高インダクタンス特性により、二重巣型誘導電動機は高い起動トルクを発生させることができます。これにより負荷の慣性や起動抵抗を克服することができます。

運転中の高効率：内側ケージの高抵抗と低インダクタンス特性により、モーターは通常運転中に効率的かつ安定して動作します。

高信頼性：二重ケージ構造により、モーターは起動時と運転時において良好な性能を発揮し、全体的な信頼性を向上させ寿命を延ばします。

まとめ

二重巣型誘導電動機は、異なる電気特性を持つ2つのロータを通じて起動時と運転時の性能を最適化します。外側ケージは起動時に高い起動トルクを提供し、内側ケージは通常運転中に効率と安定性を向上させます。この設計により、特に高い起動トルクが必要な多くの用途で二重巣型誘導電動機は非常に効果的です。