連関資料 :: 電動機
資料:7件
全体公開 2023/02/10
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誘導電動機について
- ・概要 今回の実験は回転磁界が発生することによって動き出す誘導電動機の実験を行い、それが理論的に考えたものと同じようになるかを検証することを行った。 まず理論値を算出するため、磁界をコイル中に流れる電流値から算出し、そのあと二つのコイルを直角に交わらせ、コイルに流す電流の位相差をずらしたときに二つのコイルから発生する磁界の合成を、大きさと方向を考慮しベクトルとしてあらわした。位相差0°のときはφ＝ｔａｎ±45°の傾きしか得られなかったが、位相差45°、90°のときは磁界が時間とともに回転した。特に90°の時には円のような回転ベクトルを描くことをベクトル図よりわかった。 まず理論的に具体的な磁界の変動をよそうしたが、次は実際に実験を行い、そのことを検証した。これより、部分的な多少の誤差は見られたが、ほぼ理論値どおりの合成磁界のベクトルの向きを得ることが出来た。また、その誤差は装置の特性上やむを得ないとわかった。 ・目的 ACモーターが動く原理である回転磁界の発生、また分相器付単相誘導電動機について理解する。 ・実験方法 ・計算による理論値を算出する。 1.円形コイルにおいて電流Iがコイルに流れたとき、それにより発生する磁界Hはアンペアの法則によって、（N:260[回]、r:8[cm]）と求めることが出来る。電流値100〜600[mA]における磁界の強さを計算し、各電流に対する磁界の強さを表にまとめる。 2.つぎに図のような回路において、コイル#1、コイル#2に流れる電流I1,I2の最大値が等しいとする。それらの電流の位相差が0°、45°、90°のときに発生する磁界H1、H2の合成磁界Hを考え、Hの大きさ、偏角φを求めベクトルをグラフに記述する。（1を参考にする。） ・実験にて合成磁界の向きの測定 電流I1、I2の最大値が600[mA]となるように電源装置を調節し、位相差を0°、45°、90°のときに発生する合成磁界Hの向きが理論と正しいかを比較する。
- レポート 理工学 電気 電子 実験
550 販売中 2006/11/09- 閲覧(3,142)
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直流電動機
- 1 目的 直流分巻電動機の起動法ならびに速度制御の方法を習得し、負荷電流に対する電動機の回転数、トルク、効率を検討し、直流分巻電動機についてその原理と性質を理解する。 2 理論 図2.1に直流電動機の簡単な原理図を示す。 次に上図で導体の部分だけを横から見た図を図2.2に示す。 磁界の中に導体をおき、その導体に電流を流すと右ネジの法則により力は図2.2(a)の方向にかかるので導体は回り始める。また磁界の中で導体が磁束を切るように回るのでこれによって逆起電力が発生する。 この作用反作用による繰り返しを制御ループという。 図2.1を電気回路に置き換えると図2.3のようになる。 この図において端子電圧をV、巻線抵抗をRa、電機子電流をIa、逆起電力をＥとすると、 という関係になり、この式を変形すると となる。この式でVIaは入力電力、RaIa’ は損失、EIaは出力電力を表している。 また、EIaは機械エネルギーであり、回転角速度をωm、トルクをＴとすると、 から ここで、 という条件を与えると となり 3 使用器具 電流計 3台 2011 70AA0700 YOKOGAW
- 直流電動機 電動機
- 550 販売中 2007/11/14
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三相誘導電動機
- 1 目的 実験を通じて、三相誘導電動機の基本特性を理解する。 2 原理 まず、磁界の回転による磁石の回転を図１に示す。 図１：磁界の回転による磁石の回転 この図１より、何らかの方法で磁界を回すと、相対速度 が現れる事が分かる。すると次に起電力e( × )が発生し、それに伴って回転子電流Iも流れ始める。そしてそれらの向きとフレミングの左手の法則から、力fが発生し、磁石を回転させるという事が分かる。 尚、この時の回転磁界及び回転子の回転速度をNs[rpm],N[rpm]で表し、特にNsの値は周期(周波数)によって変化する。そのNsは Ns＝120f／p (1) と表す事ができ、更にこのNsとNから s＝(Ns－N)／Ns (2) という式も立てられる。この時のpを極数,sをすべりといい、sはNsとNの相対差を表す。 次に、三相交流の図を図２(a),(b)に示す。 (a) (b) 図２：三相交流の図 これらの図(a),(b)より、三相交流における時間に対して変化する磁界の向きを捉える事が出来る。 また、三相誘導電動機においては出力Pout,トルクT,力率cosφについて以下の式が成り立つ。 Pout＝0.2565・N・w (3) cosφ＝{Pi／(√3・V・I)}×100 (4) 尚、この時w[kg]は動力計のはかりの指示値、Pi[W]は入力、V[V]は印加電圧である。 最後に、電動機のパワーフロー図を以下の図３に示す。電動機は電力というエネルギーPiを入力されて機械エネルギーPoutを出力する変換機であるが、図３にも示したように入力Piがそのまま出力される事はなく、そこには損失が発生する。損失には機械損と電力損(１次銅損,２次銅損)があり、それらを合わせたものが全損失となる。従ってこれらの関係を考えると、効率ηは η＝(Pout／Pi)×100 (5) という式で表す事が出来る。 図３：電動機のパワーフロー図 3 使用器具 電力計 1台 2042 61AP0013 YOKOGAWA 電圧計 2台 2013 61AE0179 YOKOGAWA 2011 61AA00257 YOKOGAWA 電流計 5台 2013 61AE0022 YOKOGAWA 2013 61AE7721 YOKOGAWA 2013 60AE7802 YOKOGAWA 2011 70AA06650 YOKOGAWA 2011 70AA06652 YOKOGAWA 発電装置 1台 MG-PS-110P 2772 SEIKOSHA 電気動力計 1台 DM-3 2775 SEIKOSHA 単相抵抗負荷装置 1台 LR-3S 27752 SEIKOSHA 界磁調整器 1台 D-97692 27751 SEIKOSHA 変圧器 1台 S3P-240-15 YAMABISHI 4 実験方法 実験回路を図4.1に示す。 4.1) 無負荷試験 交流電圧調整器のつまみを回して印加電圧の60Vとする。このときの各相の電流、電力、回転数を記録する。電圧を20Vずつ増やして印加電圧が240Vになるまで同様の実験を繰り返す。 4.2） 負荷試験 交流電圧調整器を調整して印加電圧を200Vとする。界磁電流が1.2Aになるように界磁調整器を調整する。また、負荷抵抗を調整して発電機の電機子電
- 三相誘導電動機 三相誘導
- 550 販売中 2007/11/14
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直流電動機の負荷特性と速度制御
- １．目的 直流電動機の動作原理を学習し、機械的負荷を変えたときの回転数、トルク、入力電力などの変化を測定する。また、速度制御を容易に行なえることを学びとる。 ２．原理 直流電動機は広範囲な速度範囲での運転を必要とする場合の駆動力源として、今日でも広く実用に供されている電動機であり、あらゆる種類の電動機の基本となる電動機である。ここでは、直流電動機の構造、回転力の発生、速度制御などの原理を説明する。 ２．１構造 直流電動機は固定子(ステータ)、回転子(ロータ、電機子)、整流子とブラシで構成された構造物である。また、これらの材料は鉄と銅、カーボンと電気絶縁物などである。鉄は電動機のフレーム、軸、軸受けなどの構造部分の他、界磁鉄心と電機子鉄心として磁気的な部分に使われ、この部分が電動機としては本質的に重要な部分となる。銅は巻線(コイル)として、界磁鉄心の根元部分と回転子表面に作った溝の中に置かれ、電流の通路となる。整流子は銅片と絶縁物とを円筒の周辺に交互に配置したもので、回転子と同軸に回転し、ブラシとの接触により整流作用を実現する。 ２．２回転力の発生 磁束密度B(T)の磁界中に、長さl(m)の電線にI(A)の電流を流す。このとき、電線には (N) (1) のローレンツ力が働く。このローレンツ力を利用して、効率の良い回転力を得るため、多くの工夫や試みが成され、今日の直流電動機の形に至った。図１に直流電動機の原理を説明する断面図を示す。回転軸を直角に切断した図である。直流電源によって界磁電流Ifを界磁コイルに流すことにより、鉄心(固定子と回転子)と2ヵ所の空隙を巡回する磁束Φを作る。この磁束が、ギャップの所に磁束密度Bの磁界を作る。また、直流電源によって回転子表面のコイルへ、ブラシと整流子片を通して、図示方向の電機子電流を流す。
- レポート 理工学 整流子 直巻型 固定子
- 550 販売中 2005/07/25
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三相誘導電動機の動作原理を学習
- １．目的 三相誘導電動機の動作原理を学習し、実際に機械的な負荷をかけて、回転数、トルク、入力電力などを測定する。負荷の大小に無関係で速度はほぼ一定に維持されることを確認する。 ２．原理 ２．１構造 三相誘導電動機は産業用として最も一般的に用いられている電動機である。その構造は簡単であり、頑丈で安価で保守が容易である。無負荷から全負荷の範囲でほとんど一定の速度で回転する。インバータと組み合わせることにより、可変速度の用途へも使うことができる。主要な構造はステータ（固定子）とロータ（回転子）に分解される。両者とも薄い鉄板を積層し、その表面に等間隔に設けられた溝の中に導体を納めている。導体は細い電線をコイルとした巻線型と棒状の導体を用いる、かご型に分類される。ステータとロータとの間には、モータの定格に応じて0.4(mm)から4(mm)程度の空隙が設けられている。 ２．２回転力の発生 三相誘導電動機が回転力（トルク）を発生する原理を説明する。ロータを平面状へ展開して、左右へ動くことのできる幅1(m)の図2に示すはしご状の導体を考える。極性Nの永久磁石を右方向へｖ(m/s)の速さで動かしてみる。この結果、当初静止している導体は次の１．から４．の因果関係によって運動を始める。 １．N極直下の導体には移動磁束によりｅ＝(ｖ×Ｂ)ｌ(V)の電圧が誘導する。（ファラデーの法則） ２．この電圧によって、図示する閉路に沿って電流が流れ、磁極直下の導体中には電流I(A)が流れる。 ３．この電流Iと磁束密度B(T)との間でｆ＝(?×Ｂ)ｌ(Ｎ)のローレンツ力が作用する。 ４．力ｆの方向は右方向であり、はしご形の導体は永久磁石の運動に引きずられる方向に運動することになる。 さて、はしご形導体が右方向へ動き始めると、永久磁石との相対速度は小さくなる。
- レポート 理工学 誘導電動機 回転磁界 トルク-速度特性 固定子 回転子
- 550 販売中 2005/07/25
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