かご形回転子式三相交流モーターと巻線形回転子式三相交流モーターの違いは何ですか？

三相 AC モーターは、さまざまな産業用および商業用アプリケーションにおいて重要なコンポーネントであり、信頼性が高く効率的な電力を供給します。さまざまなタイプの三相 AC モーターの中でも、かご形モーターと巻線ローター モーターは 2 つの一般的な設計であり、それぞれに独自の特性があります。三相 AC モーターのサプライヤーとして、私はここで、お客様が特定のニーズに合わせて情報に基づいた決定を下せるよう、これら 2 つのタイプの違いを明らかにしたいと思います。

工事

リスケージ型モーターと巻線型ローターモーターの最も基本的な違いは、ローターの構造にあります。

リス - ケージローター

かご形ロータは、円周上のスロットに配置された導電性バーを備えた積層鉄心で構成されています。バーはエンドリングによって両端が短絡されており、リスの籠に似ているため、この名前が付けられました。このシンプルで堅牢な設計は、ローターに可動電気接続がないため、非常に信頼性があります。ブラシやスリップ リングがないため、メンテナンスの必要性が軽減され、電気的故障のリスクが軽減されます。また、かご型モータはそのシンプルさにより製造コストが低く抑えられ、これが広く使用されている理由の 1 つです。

傷 - ローター ローター

対照的に、巻線ロータ モータには、ステータ巻線と同様の三相巻線を備えたロータがあります。ローター巻線の端は、ローター シャフトに取り付けられたスリップ リングに接続されています。外部抵抗はブラシを介してスリップ リングに接続できます。この構成により、ローター回路の外部制御が可能になり、特定の用途では大きな利点となります。ただし、ブラシとスリップ リングの存在によりモーターの複雑さが増し、かご型モーターと比べてより多くのメンテナンスが必要になります。

始動特性

モーターの始動動作は、特にモーターが重負荷の下で始動する必要があるアプリケーションでは重要な考慮事項です。

Squirrel - ケージモーター

かご形モーターは通常、始動電流が高く、多くの場合全負荷電流の 5 ～ 8 倍になります。この大きな突入電流は電源システムの電圧降下を引き起こす可能性があり、同じ電源に接続されている他の機器に影響を与える可能性があります。ただし、最新のソフトスターターと可変周波数ドライブ (VFD) を使用すると、始動電流を低減できます。かご形モーターの始動トルクは、ローターバーの設計によって異なります。標準設計では全負荷トルクの約 150 ～ 200% の始動トルクが提供されますが、高トルク設計ではさらに高い始動トルクが提供されます。

巻線 - ローターモーター

巻線ローターモーターは優れた始動特性を提供します。起動時にロータ回路に外付け抵抗を追加することで、起動電流を制限し、起動トルクを高めることができます。これにより、電源から過剰な電流を引き出すことなく、重負荷下でも巻線ローターモーターを始動できます。モーターが加速するにつれて外部抵抗を徐々に減らすことができるため、スムーズな始動が可能になります。巻線ロータモータの起動トルクは全負荷トルクの 300 ～ 400% まで調整できるため、破砕機、コンベヤ、ホイストなどの用途に適しています。

速度制御

速度制御は、リスケージ型モーターと巻線型ローターモーターが大きく異なるもう 1 つの分野です。

Squirrel - ケージモーター

かご型モーターは本質的に定速モーターです。かご型モーターの速度は、電源の周波数とモーターの極数によって決まります。外部デバイスを使用しないと、かご型モーターの速度を簡単に変更することはできません。しかし、VFD を使用すると、かご型モーターの速度を広範囲に調整できます。 VFD は、モーターに供給される電力の周波数と電圧を変更することで動作し、正確な速度制御を可能にします。

巻線 - ローターモーター

巻線ローターモーターは、固有の速度制御機能を提供します。ローター回路の抵抗を変えることでモーターの速度を調整できます。ローター抵抗が増加するとモーターの速度が低下し、抵抗が減少すると速度が増加します。この速度制御方法は比較的簡単で、VFD などの高価な機器を必要としません。しかし、巻線型回転子モータの速度制御範囲は限られており、回転子の抵抗が増加すると効率が低下します。

効率と力率

効率と力率は、モーターの運転コストに影響を与える重要なパラメーターです。

Squirrel - ケージモーター

一般に、かご形モーターは、特に全負荷時に、巻線ローターモーターよりも効率的です。かご型ローターのシンプルな設計により、摩擦と電気抵抗が低減され、損失が低くなります。かご形モーターの力率も比較的高く、通常は約 0.8 ～ 0.9 です。効率と力率が高いということは、モーターの寿命全体にわたってエネルギー消費量と運転コストが低いことを意味します。

巻線 - ローターモーター

巻線ロータ モータは、特にロータ回路に外部抵抗を使用して動作する場合、かご形モータに比べて効率が低くなります。ローター回路内の追加の抵抗により損失が増加し、モーターの全体的な効率が低下します。巻線ローターモーターの力率も低く、通常は約 0.7 ～ 0.8 です。ただし、モーターを可変速度で動作させたり、重負荷の下で始動する必要があるアプリケーションでは、巻線ローターモーターの利点が効率の低下を上回る可能性があります。

アプリケーション

構造、始動特性、速度制御、効率の違いにより、かご型モータと巻線型ロータモータはさまざまな用途に適しています。

Squirrel - ケージモーター

かご形モーターは、ファン、ポンプ、コンプレッサー、工作機械など、定速動作が必要な用途で広く使用されています。そのシンプルさ、信頼性、高効率により、これらのアプリケーションでは人気の選択肢となっています。を探索できます。三相 3kW AC モーターこれは、汎用用途のかご形モーターの好例です。

巻線 - ローターモーター

巻線ロータモータは、クレーン、ホイスト、大型コンベアなど、高い始動トルクと可変速動作が必要な用途でよく使用されます。始動電流とトルクを制御できるため、これらの過酷な用途に最適です。特定の要件を持つモーターが必要な場合は、カスタマイズされた DC モーターニーズに合わせてカスタマイズできるオプション。

冷却システム

冷却システムもモーターの性能の重要な側面です。

Squirrel - ケージモーター

かご型モーターは、多くの場合、ファン冷却または自己換気設計などの単純な冷却システムを使用します。より要求の厳しいアプリケーションの場合は、次のようなより高度な冷却方法が必要です。IC 416 冷却最適なパフォーマンスと信頼性を確保するために採用できます。

巻線 - ローターモーター

巻線ローターモーターは、特に外部抵抗器を使用して動作する場合、損失が大きいため、より複雑な冷却システムが必要になる場合があります。冷却システムの設計では、ローター回路によって発生する追加の熱を考慮する必要があります。

三相 AC モーターのサプライヤーとして、当社はお客様の用途に適したモーターを選択することの重要性を理解しています。単純なファン用途向けの高効率かご型モータが必要な場合でも、高負荷コンベヤ用の巻線型ロータ型モータが必要な場合でも、当社にはお客様のニーズを満たす専門知識と製品があります。当社の三相 AC モーターについて詳しく知りたい場合、またはプロジェクトに特定の要件がある場合は、お問い合わせください。私たちはお客様が最良の選択をできるようお手伝いする用意があり、お客様の調達ニーズについてご相談できることを楽しみにしています。

参考文献

• オースティン・ヒューズとビル・ドルーリーによる「電気モーターとドライブ: 基本、種類、および応用」。
• 「電力システム分析」ジョン・グレインジャーとウィリアム・スティーブンソン著。