誘導電動機の起動

三相誘導電動機：自己起動メカニズムと起動方法

三相誘導電動機は本質的に自己起動可能です。三相誘導電動機のスターターに電源を接続すると、回転磁界が生成されます。この回転磁界がロータと相互作用し、ロータが回転を開始し、誘導電動機の動作が始まります。起動時には、モータスリップは1に等しく、起動電流は非常に高くなります。

三相誘導電動機におけるスターターの役割は単なる起動以上のものです。主に以下の2つの機能を持っています：

1. 電流制限：大きな起動電流を減らします。これを抑制しないと、モータ巻線が損傷したり、電気部品が過熱したり、供給システムで電圧降下が発生する可能性があります。

2. 保護：過負荷に対する重要な保護を提供します。過負荷とは、機械的なストレスや異常な運転条件によりモータが過大な電流を引き起こす場合や、供給電圧の低下により効率的なモータ運転ができなくなるか、さらには停止する可能性がある状況を指します。

三相誘導電動機を起動するための基本的なアプローチは2つあります。一つはモータを直接全供給電圧に接続する方法です。もう一つは、起動時にモータに低電圧を適用する方法です。誘導電動機によって生成されるトルクは、適用される電圧の2乗に比例することに注意が必要です。したがって、フル電圧で起動する場合と比較して、低電圧で起動する場合、モータは大幅に少ないトルクを生成します。

産業および商業用途で広く使用されているケージ型誘導電動機には、主に3つの起動方法があります：

誘導電動機の起動方法
直結スターター

誘導電動機の直結（DOL）スターターメソッドは、その簡便さとコスト効果で知られています。この方法では、モータは直接全供給電圧に接続されます。この単純な方法は通常、最大5kWまでの小さなモータに使用されます。DOLスターターを使用することで、これらの小さなモータにおいて供給電圧の変動を最小限に抑え、電気システムの安定した動作を確保することができます。

星形-三角形スターター

星形-三角形スターターは、三相誘導電動機を起動する最も一般的で広く採用されている方法の一つです。通常の運転では、モータのスタータ巻線は三角形接続になっていますが、起動段階では巻線が最初に星形接続になります。この星形接続により、各巻線に適用される電圧が減少し、起動電流が制限されます。モータが十分な速度を得た後、巻線は三角形接続に切り替わり、モータは全定格性能で動作します。

オートトランスフォーマスターター

オートトランスフォーマーは、星形接続または三角形接続のいずれかで使用できます。誘導電動機の起動における主な機能は、起動電流を制限することです。オートトランスフォーマーのターン比を調整することで、起動時のモータへの供給電圧を減らすことができます。この制御された電圧の減少により、モータが初めて電力を受ける際に発生する高いインラッシュ電流を軽減し、モータと電気供給システムを保護します。

直結、星形-三角形、オートトランスフォーマスターターは、堅牢な構造と信頼性のある動作により、幅広い産業および商業用途で一般的に使用されているケージロータ誘導電動機専用に設計されています。

スリップリング誘導電動機のスターターメソッド

スリップリング誘導電動機の場合、起動過程はスターター全体に全供給電圧を接続することから始まります。外部ロータ回路を持つスリップリングモータの独自の設計により、起動時の追加の制御が可能となります。スリップリング誘導電動機スターターの接続図は、様々なコンポーネントがどのように相互作用して起動過程を促進するかを視覚的に表現し、その操作と制御メカニズムをよりよく理解できるようにします。

スリップリング誘導電動機を起動する際、最初にロータ回路に全起動抵抗を接続します。これにより、スターターによって引き出される供給電流が効果的に減少し、電気システムとモータ自体にストレスを与える可能性のあるインラッシュ電流が最小限に抑えられます。電源がモータに供給されると、ロータが回転を開始します。

モータが加速するにつれて、ロータ抵抗は段階的に減少させます。この抵抗の段階的な切り離しは、モータの回転速度の上昇と慎重に調整されます。これにより、モータは滑らかに速度を上げつつ最適なトルク特性を維持することができます。

モータが定格全負荷速度に達すると、全ての起動抵抗は回路から完全に取り除かれます。この時点で、スリップリングはショートサーキットされます。このショートサーキットにより、モータは最大の効率で動作でき、起動段階でのみ必要だった追加抵抗が排除され、モータは全定格性能を発揮することができます。