3 相モーターと単相 INNO の比較

三相 AC 誘導モーターと単相 AC 誘導モーターの選択は、電気システム設計における最も基本的な決定の 1 つです。, パフォーマンスや効率からコストや複雑さまであらゆるものに影響を与える. どちらのタイプのモーターも電磁誘導の原理で動作し、電気エネルギーを機械的回転に変換します。, 彼らの内部構造, 動作特性, 理想的なアプリケーションはまったく異なります. このガイドでは、それらの違いを詳しく説明します, を探索する “何,” “なぜ,” そして “どうやって” それぞれのテクノロジーの背後にある.

三相モーターと単相モーターの基本的な違い?

主要な違いは電源の性質にあります. エアコン (交流) 電源システムは正弦波を介して電力を供給します. 単相システムは 1 つの単一正弦波電圧を使用します。, 一方、三相システムは、互いにオフセットされた 3 つの別個の正弦波を使用します。 120 電気学位. 電力供給におけるこの根本的な違いが、モーターの全体的な設計と性能を決定します。.

単相モーター: その主成分, ザ ステーター, 単一の交流電流によって電力が供給されます. これにより、実際には回転しているのではなく、むしろ回転している磁場が生成されます。 脈動磁場. 一方向に強くなる, 崩壊する, そして逆方向に強くなる, このサイクルを繰り返すことで. 固有の開始方向はありません.
三相モーター: 三相モーターのステーターには、3 つの異なるセットが含まれています。巻線, それぞれが電源の 3 相のいずれかに接続されています. これら 3 つのオフセット電流の相互作用により、真の 回転磁場 (RMF). この磁場は一定の大きさを持ち、固定子の周りを固定速度で滑らかに回転します。, として知られている 同期速度.

この 1 つの違い (脈動磁界と真の回転磁界) が、各モータータイプのほぼすべての性能上の利点と欠点の原因となります。.

三相モーターが勝手に始動するのはなぜですか?

三相モーターは自己始動するという優れた能力を備えています。, 回転磁場の直接的な結果 (RMF). このエレガントなプロセスがどのように機能するかを段階的に説明します。:

RMFの作成: 三相交流電流が固定子巻線を流れると、, モーターの中心軸の周りを滑らかに回転する磁界を生成します。. この回転の速さは (同期速度) AC電源の周波数とモーター巻線の極数によって決まります。.
ローター内の誘導: ステーターの内側には、 ローター, 最も一般的には “リスの檻” ローター 両端が短絡された導電性の棒で作られています. RMF がこれらの固定ローターバーを通り過ぎると、, それはそれらの中に強力な電流を誘導します, ファラデーの帰納法によると.
トルクの発生: 今, 電流が流れる導体がある (ローターバー) 磁場に浸る (RMF). レンツの法則によると, この相互作用が力を生み出す、あるいは トルク—ローター上で. このトルクにより、ローターは RMF と同じ方向に回転します。, そのまま “試してみます” 追いつくために.

トルクが瞬時にスムーズに一定方向に発生するため、, 三相モーターは電力が投入されるとすぐに外部からの補助なしで強力に回転し始めます。.

単相モーターはどのようなメカニズムで始動しますか?

脈動磁場は初期回転方向を提供しないため、, 単相モーターは自己始動しません. 休息中, ローターは 2 つの反対方向に均等に押されます, 正味始動トルクがゼロになる. これを克服するには, 単相モーターは巧妙なトリックを使用する必要があります: 彼らは一時的なものを作成します, 開始時のみに弱い回転磁場を生成する人工的な第 2 フェーズ. 一般的な方法がいくつかあります:

分相モーター: この設計では 2 つの固定子巻線を使用します: メインの “走る” 巻線と補助 “始める” 巻く. 始動巻線はより高い抵抗を持たせるために細いワイヤーで作られています, その電流が実行巻線とわずかに位相がずれます。. この位相差は、弱い RMF を生成し、モーターを回転させるのに十分です。. ある 遠心スイッチ モーターが約100mに達すると、始動巻線を切断します。 75% 動作速度の.
コンデンサースタートモーター: より高いレベルを必要とするアプリケーション向け 始動トルク, このデザインが使われています. 分相モーターに似ていますが、 始動コンデンサ 開始巻線と直列に. コンデンサははるかに大きな位相シフトを生成します (理想に近づく 90 度), より強力な RMF と大幅に増加した始動トルクを生成します。. 始動回路を切断するために遠心スイッチが引き続き使用されています.
コンデンサースタート, コンデンサー駆動モーター: これはプレミアム単相モーターです. 優れた始動トルクと低い値を実現するために、高容量の始動コンデンサを使用しています。 実行コンデンサ 回路内に永久に残る. 実行コンデンサにより効率が向上します, ザ 力率 (PF), そしてランニングトルク, モーターをよりスムーズかつ静かに動作させる.
シェードポールモーター: これが一番シンプルで安いデザインです, 小型ファンなどの非常に低トルクの用途に使用されます。. 単一の銅リングを使用します (ある “シェーディングコイル”) 各ステータ極の一部の周囲に遅延を発生させます。, 歪んだ磁場, モーターを始動するのに十分な回転ナッジを提供します.

パフォーマンスの比較, 効率, とコスト?

2 種類のモーターを主要な性能指標で比較すると、, 三相電源の利点が圧倒的に明らかになる. 定数, RMF のスムーズな電力供給により、優れた動作特性が得られます。.

属性	単相モーター	三相モーター
電源	単一AC正弦波 (例えば。, 120Vまたは240V)	3つのAC正弦波, 120°位相がずれています (例えば。, 208V, 240V, 480V)
始動トルク	低から中程度; 特別な始動機構が必要です	高性能かつ自動始動
効率 & 力率	脈動電力による効率の低下と力率の悪化	一定の電力供給による効率の向上と力率の向上
工事 & 信頼性	始動巻線により複雑になる, コンデンサー, 遠心スイッチ	よりシンプルに, 可動接点スイッチのない、より堅牢な構造
大きさ & 電力密度	同じ馬力でも大きくて重い (HP) 評価	同じ馬力定格でよりコンパクトで軽量
振動 & 雑音	脈動トルクによる振動・騒音の増加 (トルクリップル)	一定の動作により非常にスムーズで静かな動作, 均等なトルク
費用	小型でモーター自体のイニシャルコストを低減	モーターのイニシャルコストが高い, しかし、効率性によりランニングコストは低くなります
速度制御	速度を効果的に制御するには制限があり複雑	を使用した優れた効率的な速度制御可変周波数ドライブ (VFD)