電気機械に関しての学習 [科学と技術一般]
電気機械に関しての学習をします。
以下に電気機械の概略の分類を示します。
回転機
直流機
同期機
誘導機
静止器
変圧器
電力半導体機器（整流器，インバータ等）
回転機にはそれぞれ発電機と電動機とがあります。両者は電力と動力の関係が逆になっており原理的には同じもの。さらに言えば，直流機と同期機，誘導機と変圧器は原理的に等価なものです。
回転機には界磁(field magnet)と電機子(armature)がありますが，その固定子(stator)と回転子(rotator)との関係は一定ではありません。相対運動ですので，小型の部材の方を回すほうが効率が高いので，大型の同期機などでは電機子が固定子となる回転界磁形が多くなっています。
さて，試験では概論は必要無く（とうに分かっているはずということなのでしょう）具体的な機器の動作の計算が出ますので，そちらに注力することにします。当方原理面の方が得意（好き）なのですが，致し方ありません。
おそらく，世の中で最も多く使われている動力用機器は三相誘導電動機でしょう。特に回転子がかご形の短絡導体で構成されるかご形三相誘導電動機は，構造がシンプルで故障が少ないなど優れた特性を持っていますが，特有のくせもあります。
回転機の回転数の基本式は，極数\(p\)が2極で周波数\(f\text{[Hz]}\)に同期した速度\(n_s\)で回るとして，
\[ n_s=\frac{2}{p}f\text{ [s}^{-1}\text{]}= \frac{120}{p}f \text{ [rpm]}\] と表されます。
誘導機には，「すべり」というものが必要です。同期回転数では電流が磁束を切らずトルクが発生しないからです。電動機としての動作時は同期周波数よりもすこし遅い\(n\)で回ることになります。すべり\(s\)の式は以下の通りで，同期回転数よりも遅くなる方を正に取ります。
\[s=\frac{n_s-n}{n_s}\] すべり\(s\)を考慮した回転数\(n\)は，
\[n= \frac{120}{p}f(1-s) \text{ [rpm]}\] となります。
誘導電動機はほぼ一定の回転をさせる用途には優れたものですが，鬼門は回転数制御です。
最後の式から，回転数を変えられるファクターは，極数，すべり，および周波数となります。極数は運転中には変えられませんので，変えられるのはすべりか周波数となります。すべりはトルク特性により負荷とのバランスで決まりますので，自由に変えるわけには行きません。残る周波数を近年ではインバータで変えることができるのでそれにより速度制御することが一般的になっています*。
*ごく単純化した議論です。実際には巻線を切り替えるなどして極数を変える電動機も存在します。ただその速度制御は段階的です。また２次巻線形の誘導電動機では２次巻線に抵抗をつなぐなどしてある程度の速度制御は可能でした。
回転機
直流機
同期機
誘導機
静止器
変圧器
電力半導体機器（整流器，インバータ等）
回転機にはそれぞれ発電機と電動機とがあります。両者は電力と動力の関係が逆になっており原理的には同じもの。さらに言えば，直流機と同期機，誘導機と変圧器は原理的に等価なものです。
回転機には界磁(field magnet)と電機子(armature)がありますが，その固定子(stator)と回転子(rotator)との関係は一定ではありません。相対運動ですので，小型の部材の方を回すほうが効率が高いので，大型の同期機などでは電機子が固定子となる回転界磁形が多くなっています。
さて，試験では概論は必要無く（とうに分かっているはずということなのでしょう）具体的な機器の動作の計算が出ますので，そちらに注力することにします。当方原理面の方が得意（好き）なのですが，致し方ありません。
おそらく，世の中で最も多く使われている動力用機器は三相誘導電動機でしょう。特に回転子がかご形の短絡導体で構成されるかご形三相誘導電動機は，構造がシンプルで故障が少ないなど優れた特性を持っていますが，特有のくせもあります。
回転機の回転数の基本式は，極数\(p\)が2極で周波数\(f\text{[Hz]}\)に同期した速度\(n_s\)で回るとして，
\[ n_s=\frac{2}{p}f\text{ [s}^{-1}\text{]}= \frac{120}{p}f \text{ [rpm]}\] と表されます。
誘導機には，「すべり」というものが必要です。同期回転数では電流が磁束を切らずトルクが発生しないからです。電動機としての動作時は同期周波数よりもすこし遅い\(n\)で回ることになります。すべり\(s\)の式は以下の通りで，同期回転数よりも遅くなる方を正に取ります。
\[s=\frac{n_s-n}{n_s}\] すべり\(s\)を考慮した回転数\(n\)は，
\[n= \frac{120}{p}f(1-s) \text{ [rpm]}\] となります。
誘導電動機はほぼ一定の回転をさせる用途には優れたものですが，鬼門は回転数制御です。
最後の式から，回転数を変えられるファクターは，極数，すべり，および周波数となります。極数は運転中には変えられませんので，変えられるのはすべりか周波数となります。すべりはトルク特性により負荷とのバランスで決まりますので，自由に変えるわけには行きません。残る周波数を近年ではインバータで変えることができるのでそれにより速度制御することが一般的になっています*。
*ごく単純化した議論です。実際には巻線を切り替えるなどして極数を変える電動機も存在します。ただその速度制御は段階的です。また２次巻線形の誘導電動機では２次巻線に抵抗をつなぐなどしてある程度の速度制御は可能でした。
2021-10-27 09:07
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コメント(9)
Enriqueさん、奴はメールで遣り取りしましょうってあなたを誘ってますよ。
下に奴のコメントコピペしておきますね。
＞わからないですか？
＞理由を個人メールで説明します。お越し下さい。
随分と自信があるみたいです(oﾟ∀ﾟo)
私の懐柔には失敗したけどね。
書き込めないようにして、議論の場を奪った上で、陰で取引するよう仕向け、それを拒否すれば、勝ち誇ったコメントをたぶん書くんでしょう。このカラクリ私早速追記でバラします。
by U3 (2021-10-27 11:02)
Enriqueさんへ
奴がコメントの受付を締め切っているのはBenzの記事までです。
であれば、その一つ前の、免許層の更新記事『「深視力検査」って知ってますか』に、下記の一連の文章をコピペで貼り付けては如何でしょう。
不正な者とは公の場以外では取引しない主義です。しかし問題があることを私が指摘した「U3氏へのコメント」のコメント欄を開放して、そこで他のブロガーが見ている中で議論をするのなら応じます。
しかし当事者のU３をあなたはブロックしていますね。そしてU3のコメントも削除して、あなたは自己正当化しましたね。その点からしても公平・公正な議論になるとは思えません。その点貴兄はどの様にお考えですか。
それに真面な答えが返されたのを確認後、閉じられたコメントを再開して頂けるのなら応じます。
これをコメント欄を閉じていない記事にコピペで貼り付けて下さい。
但し１記事だけに貼り付けるだけで我慢して下さい。一杯コピペすると強要罪になってしまいますから。
by U3 (2021-10-27 11:44)
私の最新記事の終わりの方に、追記をしたのでそれを読んでから判断して下さい。
by U3 (2021-10-27 12:15)
U3さん，
何故メールでやりとりしたいのか？純真な私（笑）には全く分かりませんでしたが，自陣に引き込みたいのだと言うU3さんの解説で分かりました。どんな理由であれ，メールでやりとりすることはありません。
そのことだけを，コメント書けるページに入れておきます。
by Enrique (2021-10-27 14:41)
了解しました。コメントを入れたページ探してみます。
ところで私は、この者に因ってＵＲＬと自分とブログネームを禁止ワードに設定されていますが、午前中に行った記事では何故か２つほど書けちゃいました。でも今は消されているのだろうと思います。
by U3 (2021-10-27 15:27)
U3さん，「禁止ワードに設定」されるというのが経験ないので分かりませんが，ご自分の記事の中で特定の語句が使えない（消される？）という事ですか？相手の記事のコメント欄と言うことですか？
当方がコメント入れた記事は，
https://step-arc.blog.ss-blog.jp/2020-12-21
ですが，今見たらコメント欄そのものを非表示／削除していました。
「何故削除するのですか？」と質問したコメントも丸々削除。常習犯ですね。
そちらのコメント欄にバックアップを入れて置きましょう。
by Enrique (2021-10-27 17:49)
最新記事のコメント欄もクローズしてありました。
by Enrique (2021-10-27 17:51)
こんばんは。
決着をつけようと「正義の証明」の最新記事アップしました。
その他にMacOS Montereyのバージョンアップ画面が冒頭にあります。是非見てください。
by U3 (2021-10-29 18:26)
U3さん，見てきました。
一連の出来事を復習しました。
by Enrique (2021-10-30 09:06)