誘導電動機の回転原理

誘導電動機の回転原理を考えてみましょう。

図は２極の誘導電動機の簡略図です。

1. N、Sは固定子コイルでこのコイルに交流電流を流します。
2. 固定子コイルに単相交流を流すと磁極は、N、Sが交互に変化します。
3. この時、固定子コイルに発生する磁界は、N、Sが交互に変化するだけなのでこのままでは回転しません。

誘導電動機の回転子を手で回転させた場合

1. 初めだけ、何らかの方法で（たとえば手）、固定子を回転させます。
2. すると単相交流なのに、回転子がまわり続けるのです。

誘導電動機が回転を続けるのはなぜでしょうか

1. 磁極が図の左の状態にある時、N極にあるコイルにはフレミングの右手の法則により図のような向きの誘導電流が発生します。
2. 同様にS極にあるコイルにも、図のような向きの誘導電流が発生します。
3. コイルに発生した誘導電流により、右ねじの法則の磁界ができ、それらが合成されて左向きの磁界になります。
4. また、磁極の方向が変わったときには、右図のようになり、同じ理屈で右向きの合成磁界ができるのです。

誘導電動機の始動方法

誘導電動機の始動方法には、コンデンサ始動式やくま取りコイル始動式などいくつかの方式がありますが、扇風機や換気扇に使われているのは、ほとんどがコンデンサ始動式です。次にコンデンサ始動式を説明します。

コンデンサ始動式単相誘導電動機

上図はコンデンサ始動式誘導電動機の簡略図です。
主コイルは連続運転をするためのコイルです。それとは別に始動させるためのコイルにコンデンサと遠心力で切れるスイッチを直列に接続しています。

1. 始動コイルは主コイルに対して、90°空間的にずれた位置にある。
2. 始動コイルの電流はコンデンサを通すことで、時間的に$\cfrac{1}{4}$サイクルのズレがある。従って、回転磁界が発生して始動することが出来るわけです。
3. 一度回転が始まれば、始動のための回路は必要がなくなるので回転が定速になると、遠心力スイッチで始動回路は切断される仕組みです。

以上で、誘導電動機の回転原理の説明を終わります。