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可変電圧可変周波数制御と誘導電動機

ショートカット: 違い類似点ジャカード類似性係数参考文献

可変電圧可変周波数制御と誘導電動機の違い

可変電圧可変周波数制御 vs. 誘導電動機

JR東日本209系電車 JR西日本281系電車のVVVFインバータ部 山積されている使用済みのVVVF装置(東京総合車両センター) 可変電圧可変周波数制御(かへんでんあつかへんしゅうはすうせいぎょ)とは、インバータ装置などの交流電力を出力する電力変換装置において、その出力交流電力の実効電圧と周波数を任意に制御する手法である。 日本では、鉄道車両の交流モータ駆動方式として、可変電圧可変周波数を英語に直訳した語の頭文字をとって、'''VVVF制御'''(ブイブイブイエフせいぎょ、もしくは、スリーブイエフせいぎょ)と呼ぶが、鉄道分野以外で一般に「電動機の可変速駆動制御」などと呼ばれるものに含まれる。家電分野ではインバータ・エアコンなどに使われる。 なお、概要の項で示される通りVVVFは和製英語であり、英語圏では主にVFD(鉄道車両などではTraction inverter)などと言われることが多い。. 誘導電動機(ゆうどうでんどうき、Induction Motor、IM)は、交流電動機の代表例である。 固定子の作る回転磁界により、電気伝導体の回転子に誘導電流が発生し滑りに対応した回転トルクが発生する。 入力される交流電源の種類によって、単相誘導電動機と三相誘導電動機に大別され、一般的には特別な工夫なしで回転磁界を得ることができる三相交流を用いる。 同じ交流電動機である同期電動機と比較して脱調することがないため、トルク変動の大きい負荷に向いているとされるが、滑りによりトルクを得る原理上、過去においては回転速度の制御が困難になる点が欠点となったいた。ただし、この点については近年のパワーエレクトロニクスの発展により、インバータ回路で回転数を自在に制御可能となったことで、欠点は解消されている。.

可変電圧可変周波数制御と誘導電動機間の類似点

可変電圧可変周波数制御と誘導電動機は(ユニオンペディアに)共通で17ものを持っています: かご形三相誘導電動機単相誘導電動機同期電動機同期速度巻線形三相誘導電動機三相交流交流交流電動機トルクパワーエレクトロニクスインバータエレベーター回生ブレーキ回転子回転速度無整流子電動機誘導電動機

かご形三相誘導電動機

かご形三相誘導電動機 かご形三相誘導電動機(かごがたさんそうゆうどうでんどうき)とは三相交流で回転磁界を生成し、導体の両端を総て短絡した「かご型構造」のかご形回転子を利用した電動機(すなわち三相誘導電動機)である。 総磁束が鉄心の飽和磁束に規定されるので、巻線の誘起電圧は回転数に比例し、これに負荷電流による巻線の電圧降下を加えたものが端子電圧になる。 この特性に合わせて、瞬時の回転数に比例した電圧と周波数の交流で運転すれば、高効率で優れた特性の速度制御が可能である。このような制御方式を可変電圧可変周波数制御と呼ぶ。しかし、従前は任意の周波数と電圧を自由に生成することが極めて困難であったため、商用周波数電源で運転されていた。そのため、起動トルクが低く大きなモータを使うなど様々の制約を受けていた。 大電力半導体素子の出現した現在では、インバータによる可変電圧可変周波数制御が容易に利用できるようになり、従前の制御方式よりも小型高効率のため、急速にこの制御方式に切り替えられている。現在の教科書・専門書の解説・解析はほとんど従前の固定周波数を前提に記述されているので、可変周波数動作ではスベリ率をスベリ周波数に直して考察するなど適切な変換が必要となる。.

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単相誘導電動機

単相誘導電動機(たんそうゆうどうでんどうき)は、単相交流電力を入力とする誘導電動機である。.

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同期電動機

同期電動機(どうきでんどうき)は、シンクロナスモーター (Synchronous motor, SM) とも呼ばれ、同期速度で回転する電動機である。加えられる交流電流が作る周囲の回転磁界によって回転子が吸引されて追従し回転する。.

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同期速度

同期速度(どうきそくど、synchronous speed)は、交流を電源とする回転機(電動機や発電機)において、界磁に交流電流を印加したとき、固定子と回転子との間(ギャップ)に生じる回転磁界の回転速度をいう。.

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巻線形三相誘導電動機

巻線形三相誘導電動機(まきせんがたさんそうゆうどうでんどうき)は、三相結線の巻線形回転子をスリップリング・ブラシ(英語版)を経て外部回路に接続した三相誘導電動機である。 回転子巻線に接続された外部回路を二次側回路といい、短絡接続や抵抗接続することでトルク・速度制御が可能である。.

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三相交流

三相交流の波形 三相交流(さんそうこうりゅう)は、電流または電圧の位相を互いにずらした3系統の単相交流を組み合わせた交流である。多相システムの一種で電力系統において世界で最も普及した送電方法である。同様に大型の電動機や他の大型の負荷でも使用される。電動機への応用にはドイツの電機メーカーAEG が最も寄与した。 三相システムは単相交流や二相交流よりも同じ電圧で送電する場合、電導体の使用量が少なくて済むので経済的である。 三相システムはGalileo Ferraris、Mikhail Dolivo-Dobrovolsky、Jonas Wenströmとニコラ・テスラ達によって1880年代末に発明された。.

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交流

三角波、鋸歯状波 交流(こうりゅう、)とは、時間とともに周期的に向きが変化する電流(交流電流)を示す言葉であり、「交番電流」の略。また、同様に時間とともに周期的に大きさとその正負が変化する電圧を交流電圧というが、電流・電圧の区別をせずに交流または交流信号と呼ぶこともある。 交流の代表的な波形は正弦波であり、狭義の交流は正弦波交流()を指すが、広義には周期的に大きさと向きが変化するものであれば正弦波に限らない波形のものも含む。正弦波以外の交流は非正弦波交流()といい、矩形波交流や三角波交流などがある。.

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交流電動機

交流電動機(こうりゅうでんどうき)は、交流を入力とする電動機(モーター)である。.

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トルク

トルク(torque)とは、力学において、ある固定された回転軸を中心にはたらく、回転軸のまわりの力のモーメントである。一般的には「ねじりの強さ」として表される。力矩、ねじりモーメントとも言う。.

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パワーエレクトロニクス

パワーエレクトロニクス(英語:power electronics)は、電力用半導体素子を用いた電力変換、電力開閉に関する技術を扱う工学である。 広義では、電力変換と制御を中心とした応用システム全般の技術とも言える。 電力変換の基本となる整流回路は1897年にドイツの物理学者であるレーオ・グレーツによって考案された(グレーツ回路)。1957年、ゼネラル・エレクトリック社によって開発されたサイリスタの登場以後、それまでの回転機や磁気、液体、気体などを用いたものと変わって、固体の半導体素子による電力変換、電力開閉技術が発展した。1969年、ゼネラル・エレクトリックのハーバート・ストームがIEEE(アメリカの電気電子学会)の雑誌『スペクトラム』の記事で固体パワーエレクトロニクスという用語を用いてその定義を説明した。また1973年、ウェスティングハウス社のウィリアム・ニューウェルによって「パワー(電気・電力・電力機器)と、エレクトロニクス(電子・回路・半導体)と、コントロール(制御)を融合した学際的分野」と図を用いて説明された。以後、電力用半導体素子や制御用コンピュータの進化などによって発展・繁栄した。 代表的な技術例として、交流から直流に変換する順変換器(整流器)、直流を交流に変換する逆変換器(インバータ)などの半導体電力変換装置が挙げられる。 またその利用例として、発電や送電などの電力分野、回転機・ファン・ポンプ・ブロアなどを利用する産業分野、通信システムや工場などの電源装置、電車の駆動・変電などの電気鉄道分野、自動車、家庭用電化製品など非常に幅広く使用されている。.

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インバータ

インバータ(Inverter)とは、直流または交流から、周波数の異なる交流を発生させる(逆変換する)電源回路、またはその回路を持つ装置のことである。逆変換回路(ぎゃくへんかんかいろ)、逆変換装置(ぎゃくへんかんそうち)などとも呼ばれる。制御装置と組み合わせることなどにより、省エネルギー効果をもたらすことも可能なため、利用分野が拡大している。 インバータと逆の機能を持つ回路(装置)はコンバータ、または整流器(順変換器)とも言う。.

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エレベーター

レベーター(Elevator, Lift)は、人や荷物を載せて垂直または斜め・水平に移動させる装置である。昇降機(しょうこうき)ともいう。 日本では、人が乗れない小荷物専用のものはリフトと呼ぶことが多い。建築基準法では小荷物専用昇降機と記されている。.

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回生ブレーキ

回生ブレーキ(かいせいブレーキ)は、通常は電源入力を変換して駆動回転力として出力している電動機(モーター)に対して、逆に軸回転を入力して発電機として作動させ、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収または消費することで制動として利用する電気ブレーキの一手法。発電時の回転抵抗を制動力として利用するもので、電力回生ブレーキ、回生制動とも呼ばれる。電動機を動力とするエレベーター、鉄道車両、自動車他、広く用いられる。.

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回転子

回転子(かいてんし、Rotor: ロータ)は、回転する電機子または界磁または構造物を言う。.

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回転速度

回転速度(かいてんそくど、rotational speed)は、回転数(かいてんすう、)ともいい、単位時間当たりに物体が回転する速さ(回数)のことである。 単位は、SIでは毎秒 (s−1) だが、毎分 (min−1) もSI併用単位である。また、SIではないが、回毎分 ('''rpm''') あるいは回毎秒 (rps) も日本の計量法で認められており、実用的には rpm が多く用いられている。 回転速度に ラジアンをかけると、角速度の大きさになる。回転速度を 、角速度の大きさを とすれば、回転速度と角速度の関係は以下のように表すことができる。 例えば、物体が 1 秒間に の割合で回転するならば、その回転速度は 1 s−1 つまり 60 rpm であり、角速度の大きさは rad/s となる。 機械の軸などの回転速度を計測する機器を回転計といい、タコメーターと回数計がある。 回転速度は一見、周波数(振動数)に似ており単位の次元も同じであるが、別の量である。.

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無整流子電動機

無整流子電動機(むせいりゅうしでんどうき、)は、整流子の代わりに制御・駆動用の電源回路が組み込まれた、永久磁石同期電動機と同じ構造をもつ直流電動機である。ブラシレス直流電動機、ブラシレスDCモータ、BLDCモータとも言う。 販売促進や宣伝など一般向けに「DCモーター」と言った場合は無整流子電動機の事を意味する。 ブラシ付の直流電動機は効率が高く可変速運転ができ、さらに小型化が可能で比較的安価であるため広く使用されているが、ブラシは接触摺動しているため摩耗による寿命がある。このため、大型モータではブラシの点検や交換といった保守が必要であり、小型でブラシ交換が出来ない場合は、ブラシ寿命がモータの寿命となる。この欠点を解消するため、ブラシの役割を電子回路に置き換えたものが無整流子電動機(ブラシレスDCモータ)である。.

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誘導電動機

誘導電動機(ゆうどうでんどうき、Induction Motor、IM)は、交流電動機の代表例である。 固定子の作る回転磁界により、電気伝導体の回転子に誘導電流が発生し滑りに対応した回転トルクが発生する。 入力される交流電源の種類によって、単相誘導電動機と三相誘導電動機に大別され、一般的には特別な工夫なしで回転磁界を得ることができる三相交流を用いる。 同じ交流電動機である同期電動機と比較して脱調することがないため、トルク変動の大きい負荷に向いているとされるが、滑りによりトルクを得る原理上、過去においては回転速度の制御が困難になる点が欠点となったいた。ただし、この点については近年のパワーエレクトロニクスの発展により、インバータ回路で回転数を自在に制御可能となったことで、欠点は解消されている。.

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上記のリストは以下の質問に答えます

可変電圧可変周波数制御と誘導電動機の間の比較

誘導電動機が45を有している可変電圧可変周波数制御は、266の関係を有しています。 彼らは一般的な17で持っているように、ジャカード指数は5.47%です = 17 / (266 + 45)。

参考文献

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