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回転磁界

索引 回転磁界

回転磁界または回転磁場とは、S極とN極の対が中点もしくはある軸を中心に回転しているかのように極性が変化する磁界をいう。理想的には、極性は一定の回転速度で回転する。交流電動機の動作の鍵となる原理である。 回転磁界は誘導電動機や発電機などの電気機械装置に広く応用される。他方、などの純粋に電気的な応用もある。.

30 関係: かご形三相誘導電動機同期電動機同期速度対称性三相交流一次関数交流交流電動機位相マグネチックスターラーハルバッハ配列ローレンツ力トリノデジタルオブジェクト識別子ニコラ・テスラダイナモ理論コイル回転子固定子磁場発電機隈取磁極型誘導電動機誘導電動機電動機電流戦争送電渦電流1882年1885年1888年

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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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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対称性

対称性(たいしょうせい、ラテン語・ギリシャ語: συμμετρία symmetria, 独:Symmetrie, 英:symmetry)とは、ある変換に関して不変である性質である。 英語を音訳したシンメトリーと呼ぶこともあるが、2つのmは同時に発音されるため、英語の発音は「シメトリー」に近い。.

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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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一次関数

y-切片を持つ。 数学、特に初等解析学における(狭義の)一次関数(いちじかんすう、linear function)は、(の)一次()、つまり次数 の多項式が定める関数 をいう。ここで、係数 は に依存しない定数であり、矢印は各値 に対して を対応させる関数であることを意味する。特に解析幾何学において、係数および定義域は実数の範囲で扱われ、その場合一次関数のグラフは平面直線である。 より広義には、係数や定義域として複素数やその他の環を考えたり、多変数の一次多項式函数や、あるいは一次式をベクトル空間や作用を持つ加群の文脈で理解することもある。 一次関数は線型関数( の直訳)やアフィン関数 とも呼ばれ、この場合しばしば定数関数 も含む。ベクトルを変数とする広義の一次関数はアフィン写像と呼ばれ、これはベクトルにベクトルを対応させる写像であるが、ふつう線型写像はその特別な場合 で斉一次函数で与えられる。 以下、解析幾何学における実函数としての一次函数について述べる。.

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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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位相

位相(いそう、)は、波動などの周期的な現象において、ひとつの周期中の位置を示す無次元量で、通常は角度(単位は「度」または「ラジアン」)で表される。 たとえば、時間領域における正弦波を とすると、(ωt + &alpha) のことを位相と言う。特に t.

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マグネチックスターラー

テフロン攪拌子 マグネチックスターラー(Magnetic stirrer)は、磁力を利用して攪拌子を回転させ、液体を攪拌する装置。 長時間一定の速度で自動的に液体を攪拌することができ、実験室で液体の混合を行う際や化学反応実験でよく用いられる。.

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ハルバッハ配列

ハルバッハ配列(ハルバッハはいれつ Halbach array)またはハルバック配列とは磁極の方向を最適化することによって特定の方向への磁場強度を最大化する磁気回路。.

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ローレンツ力

ーレンツ力(ローレンツりょく、Lorentz force)は、電磁場中で運動する荷電粒子が受ける力のことである。 名前はヘンドリック・ローレンツに由来する。.

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トリノ

トリノ(Torino)は、イタリア共和国ピエモンテ州にある都市で、その周辺地域を含む人口約87万人の基礎自治体(コムーネ)。ピエモンテ州の州都であり、トリノ県の県都。イタリア第4の人口規模を持つ。都市圏の人口は約170万人。一時は100万都市だったが昨今は人口減少が著しい。 ミラノに次ぐイタリア第2の工業都市であり、自動車工業の拠点である。近代にはサルデーニャ王国の首都が置かれた。サヴォイア王家の王宮群は世界遺産に登録されている。.

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デジタルオブジェクト識別子

デジタルオブジェクト識別子(デジタルオブジェクトしきべつし、Digital Object Identifier、略称DOI)は、インターネット上のドキュメントに恒久的に与えられる識別子である。.

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ニコラ・テスラ

ラボラトリーでの実験風景。 ニコラ・テスラ(Никола Тесла, Nikola Tesla, 1856年7月10日 - 1943年1月7日)は、19世紀中期から20世紀中期の電気技師、発明家である。交流電気方式、無線操縦、蛍光灯、空中放電実験で有名なテスラコイルなど多数の発明や、「世界システム」なる全地球的送電システムなど壮大な提唱もあり、磁束密度の単位「テスラ」にその名を残している。 8つの言語に堪能で、詩作、音楽、哲学にも精通し、電流戦争ではトーマス・エジソンのライバルだった。.

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ダイナモ理論

ダイナモ理論(ダイナモりろん、)とは、地球や太陽などの天体が内部の流体運動によって大規模な磁場を生成・維持する働きを記述する理論である。ダイナモ効果、ダイナモ作用とも呼ばれる。天体の磁場は、大規模な電流によって支えられているという意味で、電磁石であると考えられている。電流が電磁石を作るという意味では、磁場は、発電機(ダイナモ)のように生成・維持されている。.

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コイル

レノイド コイル(coil)とは、針金などひも状のものを、螺旋状や渦巻状に巻いたもののことで、以下のようなものにその性質が利用され、それらを指して呼ばれることもある。明治末から昭和前期には線輪(せんりん)とも言われた。.

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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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固定子

固定子(こていし、英語:stator)は、電動機・発電機の固定された電機子または界磁である。これに対し、回転する電機子または界磁を回転子という。.

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磁場

磁場(じば、Magnetic field)は、電気的現象・磁気的現象を記述するための物理的概念である。工学分野では、磁界(じかい)ということもある。 単に磁場と言った場合は磁束密度Bもしくは、「磁場の強さ」Hのどちらかを指すものとして用いられるが、どちらを指しているのかは文脈により、また、どちらの解釈としても問題ない場合も多い。後述のとおりBとHは一定の関係にあるが、BとHの単位は国際単位系(SI)でそれぞれWb/m², A/m であり、次元も異なる独立した二つの物理量である。Hの単位はN/Wbで表すこともある。なお、CGS単位系における、磁場(の強さ)Hの単位は、Oeである。 この項では一般的な磁場の性質、及びHを扱うこととする。 磁場は、空間の各点で向きと大きさを持つ物理量(ベクトル場)であり、電場の時間的変化または電流によって形成される。磁場の大きさは、+1のN極が受ける力の大きさで表される。磁場を図示する場合、N極からS極向きに磁力線の矢印を描く。 小学校などの理科の授業では、砂鉄が磁石の周りを囲むように引きつけられる現象をもって、磁場の存在を教える。このことから、磁場の影響を受けるのは鉄だけであると思われがちだが、強力な磁場の中では、様々な物質が影響を受ける。最近では、磁場や電場(電磁場、電磁波)が生物に与える影響について関心が寄せられている。.

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発電機

電機(はつでんき、electrical generator)は、電磁誘導の法則を利用して、機械的エネルギー(仕事)から電気エネルギー(電力)を得る機械(電力機器)である。 自動車やオートバイなどのエンジンに付いている発電機、自転車の前照灯に直結されている発電機はオルタネーター、ダイナモとも呼ばれ、電気関係の一部ではジェネレータと呼ばれることがある。 構造が電動機と近い(原理は同一で、電動機から逆に電気を取り出す事が出来る。より具体的には、模型用モーターの電極に豆電球を繋ぎ、軸を高速で回転させると豆電球が発光する。実用的にはそれぞれに特化した異なる構造をしている)ことから、電動機で走行する鉄道車両やハイブリッドカーにおいては電動機を発電機として利用してブレーキ力を得ること(発電ブレーキ)や、さらに発生した電力を架線やバッテリーに戻すこと(回生ブレーキ)も可能である。 発電機の動力源が電動機のものについては電動発電機を参照。.

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隈取磁極型誘導電動機

取磁極型誘導電動機(くまとりじきょくがたゆうどうでんどうき)は、単相誘導電動機の一種である。くま取りコイルモータ、くま取り巻線形電動機、隈取線輪型誘導電動機とも呼ばれる。 隈取磁極は単相交流電源で使用する誘導電動機にて、始動トルクを得る方式の一つである。磁極の一部に短絡コイル(くま取りコイル)を巻くことにより励磁の遅れが発生し、回転磁界を発生させることで回転方向が決定する。単相誘導電動機としては構造が単純で安価であるが、効率が悪いため、小型で負荷の軽い冷却ファンなどの用途に使用される。基本的に逆転運転はできない。名称の『隈取』は、歌舞伎役者の化粧と同じ由来で、影を作ることを意味する。磁気的に考えると短絡コイルがあることで、その部分の磁化を遅らせる(影を作る、遮る)ためである。 角型タイプのモータは「スケルトンモータ」と呼ばれており、特に安価な交流モータとして扇風機等に使用されている。.

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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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電動機

様々な電動機。006P型電池との比較。 電動機(でんどうき、Electric motor)とは、電気エネルギーを力学的エネルギーに変換する電力機器、原動機の総称。モーター、電気モーターとも呼ばれる「モーター」というカタカナ表記に関して、電気学会に於いては「モータ」という表記方を定めている他、電動機メーカーによっては「モーター」のドイツ語表記“Motor”の20世紀前半までドイツ語発音の模範とされた「舞台発音」に基づいた発音方に倣って「モートル」(或いは「モトール」)という表記方を用いているところが見られる《日本電産Webサイト内『』ページ後半に掲載されているコラム『モーターの語源』より;なお「モートル」という表記は、現在、少なくとも日立系列の日立産機システムと東芝系列の東芝産業機器システムに於いて、主にブランド名の中で用いられている》。 一般に、磁場(磁界)と電流の相互作用(ローレンツ力)による力を利用して回転運動を出力するものが多いが、直線運動を得るリニアモーターや磁場を用いず超音波振動を利用する超音波モータなども実用化されている。静電気力を利用した静電モーターも古くから知られている。 なお、本来、「モータ(ー)」("motor")という言葉は「動力」を意味し、特に電動機に限定した用語ではない。それゆえ、何らかの動力の役割を果たす装置は、モーターと形容されることもよくある(ロケットモーターなど)。 以下では、電磁力により回転力を生み出す一般的な電動機を中心に説明し、それ以外のリニアモーターや超音波モータは末尾で簡単に説明する。.

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電流戦争

電流戦争(でんりゅうせんそう、War of Currents)とは、アメリカで1880年代後半の電力事業黎明期に、電力(発電・送電・受電)システムの違いから、ジョージ・ウェスティングハウス、ニコラ・テスラ陣営と、エジソン・ゼネラル・エレクトリック・カンパニーを率いるトーマス・エジソンとの間に発生した確執や敵対関係のことである。.

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送電

送電(そうでん、英:electric power transmission)とは、.

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渦電流

渦電流(うずでんりゅう、eddy current)とは、電気伝導体を磁場内で動かしたり、そのような環境で磁束密度を変化させた際に、電磁誘導により電気伝導体内で生じる渦状の誘導電流である。1855年にレオン・フーコーにより発見された。.

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1882年

記載なし。

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1885年

記載なし。

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1888年

記載なし。

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