誘導電動機のすべりと発電について

質問

おはようございます。　
誘導電動機のすべりの考え方で疑問に思っています。

(1)すべりが０から１の時の誘導電圧をフレミング右手の法則から
　紙面表より裏の方向に電流が流れる方向とします。

(2)すべりが０より小さい時は、同期速度より回転子の回転が速いので誘導電圧は
　紙面裏から表に電流が流れる方向になると考えます。

(2)の時を発電としていますが、電流の向きが変わればなぜ発電になるのでしょうか？

回答よろしくお願いします。

回答No.2

veryyoung · ベストアンサー

No.1の補足欄の内容に関してです。

＞同期速度より少し早く回転する時回転子に発生する電圧Ｅが電源電圧Ｖより高くなり、電圧差（Ｅ-Ｖ）分で１次側に電流が流れ、それを「発電と言う」考えではおかしいですか？

同期速度で回転子に発生する電圧Ｅは零ですよね。少し早いくらいで電源電圧を超えるような値に跳ね上がるのは無理です。一時的に錯覚されたのでしょうが。　仮に上記Eを回転子の効果を１次側に換算したものと定義し直せば、文の後半は辻褄が合います。しかし回転子に生じる電圧 Eaがどうして１次側で V ＋ Ea あるいは V - Ea のような形になるか、そのメカニズムの説明が必要になります。その点こそがご質問の主旨だった筈です。電圧を主眼にメカニズムを追う事も可能ですが、電流で記述したのが、No.1の内容です。最小限のありふれたステップです。電圧主眼なら「回転子磁界」が１次側に作る電圧と位相を示せば良いのです。その位相は、No.1の電流位相と類似です。電源電圧と同相であったり逆相であったり。前者が発電です。なお念のために申し添えておきますが「回転子磁界」というのは回転子座標に固定された磁界では「ありません」。回転子速度によらず「回転子磁界」の回転速度は「主磁界」と同一、常に同期速度です。難しいものではありません。

お礼

回転子に発生する電圧が電源電圧より小さくても、回転子磁界を打ち消す１次側電流の位相が電源電圧の位相と逆相なので発電効果と考えられるということ（起電圧の大きさではなく位相差で発電となる）が理解できました。

回答ありがとうございました。

回答No.1

veryyoung

かご型回転子をイメージしましょう。すべりで発生する起電力は磁束分布に比例しますから、最大になる導体は、１次巻線の励磁電流が作る回転磁界「主磁界」のピーク方向に位置しています。また、すべり周波数が低ければ２次においてリアクタンスより抵抗優位であり、２次電流位相は起電圧と一致します。つまり、かごの導体群が統合的に作る磁界「回転子磁界」の方向は、「主磁界」と直交している事がわかると思います。あなたの推測される電流方向にしたがい、「回転子磁界」の方向は「主磁界」に対し電動機なら遅れ90度、発電なら進み90度、そして１次巻線には、この「回転子磁界」を打ち消す電流が生じなければなりません。励磁電流は電源電圧から遅れ90度ですから、前記打ち消し電流は、電動機なら電源電圧と同位相、発電なら電源電圧と逆位相となりそうです。

お礼

すみません。
補足欄に書いてしまったので、お礼欄にもう一度書き直しました。

早速の回答ありがとうございます。

モーターが負荷に引っ張られて同期速度より少し早く回転する時
回転子に発生する電圧Ｅが電源電圧Ｖより高くなり、電圧差（Ｅ-Ｖ）分で１次側に電流が流れ、それを「発電と言う」考えではおかしいですか？

補足

早速の回答ありがとうございます。

モーターが負荷に引っ張られて同期速度より少し早く回転する時
回転子に発生する電圧Ｅが電源電圧Ｖより高くなり、電圧差（Ｅ-Ｖ）分で１次側に電流が流れ、それを「発電と言う」考えではおかしいですか？