同期電動機でのハンティング

同期モーターにおけるハンティング

主要な学び:

• ハンティングの定義：同期モーターにおけるハンティングは、負荷の急激な変化によりロータが新しい平衡位置を中心に振動する現象です。

• ハンティングの原因：ハンティングは、負荷の急激な変化、フィールド電流の突然の調整、高調波トルク負荷、または供給系統の故障によって引き起こされることがあります。

• ハンティングの影響：この不安定性は、モーターが同期を失い、機械的なストレスが増加し、損失が増え、温度が上昇する可能性があります。

• ハンティングの軽減技術：ハンティングを軽減するためには、ダンパ巻線を使用してロータのスリップに反対するトルクを発生させ、フライホイールを設置してロータの速度を安定させることが有効です。

• 同期モーターの種類：異なる種類の同期モーターを理解することで、ハンティングの影響を最小限にする適切なモーター設計を選択することができます。

三相同期モーターの動作において「ハンティング」という用語に遭遇します。これは、負荷が突然かかると、ロータが新たな平衡位置を探すこと（ハンティング）を表しています。同期モーターでのこの現象をハンティングと言います。同期モーターの平衡状態について詳しく見てみましょう。

同期モーターの定常運転は、電磁トルクが負荷トルクと等しくかつ逆方向である平衡状態です。定常状態では、ロータは同期速度で回転し、トルク角（δ）は一定値を維持します。負荷トルクに急激な変化があると、平衡が乱れ、結果としてモーターの速度が変わります。

ハンティングとは何か？

無負荷の同期機器は、零度の負荷角から始まります。シャフト負荷が増えると、負荷角も増加します。無負荷の機器に突然負荷P1がかかると、機器は一時的に減速します。

また、負荷角（δ）はゼロからδ1に増加します。最初は、発生する電力が機械的負荷P1と一致します。平衡が達成されないため、ロータはδ1を超えてδ2まで振動し、以前よりも多くの電力を発生します。

ロータは同期速度に達しますが、それを維持できず、さらに加速します。この加速により、負荷角が減少し、再び平衡が達成されません。

その結果、ロータは新たな平衡位置を中心に振動または揺れ動き、これがハンティングまたは位相振動と呼ばれます。ハンティングは、負荷の急激な変化がある場合、同期モーターと発電機の両方で発生します。

同期モーターのハンティングの原因 

1.  負荷の急激な変化。

2.  フィールド電流の急激な変化。

3.  高調波トルクを含む負荷。

4.  供給系統の故障。

同期モーターのハンティングの影響

1.  同期を失う可能性がある。

2.  ロータシャフトに機械的なストレスを生じる。

3.  機械の損失が増加し、温度が上昇する。

4.  電流および電力の流れに大きな急変を引き起こす。

5.  共振の可能性が高まる。

同期モーターのハンティングの軽減

ハンティングを軽減するために、以下の2つの技術を使用するべきです。

•    ダンパ巻線の使用：低抵抗の銅またはアルミニウムブラシが凸極機器のポールフェイスの溝に埋め込まれています。ダンパ巻線は、ロータのスリップに反対するトルクを生成することによりハンティングを抑制します。ダンピングトルクの大きさはスリップ速度に比例します。

•    フライホイールの使用：原動機には大型で重いフライホイールが装備されています。これにより、原動機の慣性が増加し、ロータの速度を一定に保つことができます。

•    適切な同期電力係数を持つ同期機器の設計。