中身は？リスケージ型ローターの構造を見る！

電気モーターは何で回転するのか、疑問に思ったことはないだろうか。いくつかの一般的な電気モーターの大部分は、リスケージ式ローターと呼ばれるものです。おかしいでしょう？しかし、これは非常に重要なアイテムなのです。この短い記事では、リス・ケージ・ローターの構造と作り方についてお話しします。私たちは、それが何でできているのか、どのように組み立てられているのかを見ていきます。これを理解することで、誘導モーターの仕事がいかに効果的であるかを認識することができます。信じてください、それはあなたが考えるよりも簡単であり、それはこれらのモータがほとんどどこにでもある理由です！この短い記事は、私たちの世界の多くに電力を供給しているツールの秘密を知ることができるという点で、読む価値があります。

インダクションモーターのローターとは？

簡単に言えば、ローターは誘導モーターの回転部品である。回転するコマを思い浮かべてほしい。ローターはそれに似ているが、モーターの内部にある。ローターは、電力を機械的エネルギーに変換するのに役立つ重要な部品である。この動きによって、フォロワーを回転させたり、装置を作動させたりすることができる。ローター 誘導電動機 この回転するローターが仕事をするのに必要なのだ。ローターはステーター内にある。ステーターは誘導モーターの固定部分である。ローターは一般的に円筒形である。モーターシャフトに取り付けられている。ローターが回転するとシャフトも回転する。このシャフトは、その後、モーターが再配置することを意味するものに取り付けます。つまり、ローターは誘導モーターにおける動作の心臓部なのです。ローターを理解することは、誘導モーター全体を理解する第一歩です。いくつかの誘導モーターは、特定の種類のローターを使用しています。

なぜ "リスケージ "ローターと呼ばれるのか？

なぜ "リス型ケージ・ローター "なのかというと、ローターのコア部分を取り出して導電性の部品だけをチェックすると、確かにちょっと檻のように見えるからだ。ペットのリスやハムスターが入るようなケージだ。この "ケージ "は、ローターの長さ方向に延びる導電性バーで構成されている。これらの棒の両端は、エンドリングと呼ばれるリングで接続されている。つまり、これらの同じバーと、それらをつなぎとめる2つのリングがあるわけだ。この構造が、リス・ケージ式ローターの名前の由来となっている。基本的ではあるが、非常に見事なデザインだ。このケージ・ローターの設計は、リス・ケージ誘導モーターでは本当に典型的なものです。これは頑丈な設計で、丈夫で長持ちすることを意味している。この基本的な名前は、誘導モーターのこの部品がどのようなものか、人々がイメージするのに役立ちます。ローターは回転し、このケージのフレームワークは、ステーターの磁場とどのように機能するかに不可欠です。

リスケージ誘導電動機のローターのコアはどのように作られるのか？

リスケージ誘導のコア モーターローター は単なる金属の固まりではない。これらのスライスはラミネーションと呼ばれる。トランプの山札を思い浮かべてほしい。ローターコアはそれに似ているが、スチールラミネートシートでできている。このスチールラミネートが積み重なり、ローターコアの円筒形が形成される。このラミネートスタイルには大きな理由がある。ラミネーションを使用することで、誘導モーターのエネルギー損失を減らすことができます。これらの損失は通常、渦電流と呼ばれるものに起因する。渦電流とは、金属中を流れる不要な電流のことです。薄く絶縁されたラミネーションを使用することで、これらの渦電流はほとんど発生しません。これにより、リスケージ・モーターはより効率的になる。ローターコアにもポートが切られている。ローターのこれらのスロットは、ローターバーが入る場所である。ローター全体が徹底的に意図されている。

リスケージ式ローターのローターバーとエンドリングとは？

現在、リスケージ式ローターの "ケージ "部品について説明しよう。ローターバーは非常に重要な導電性バーである。ローター・コアのスロットに配置される。これらのローターバーは、多くの場合アルミニウム製か、時には銅製です。アルミニウムが一般的なのは、軽くて電気エネルギーがよく通るからです。より大型のモーターでは、銅がさらに優れた導体であるため、銅バーが使われることもあります。ローター・コアの両端では、これらのローター・バーがすべて一緒に取り付けられている。これらは、エンド・リングまたはショーティング・リングと呼ばれるもので接続されています。バーをケージのまっすぐな部品として、エンドリングをそれらを全体的に保持する円形の部品として思い浮かべてください。これらのエンドリングは、電流がローター・バーを流れるための閉じた電気経路を作ります。これで「ケージ」の枠組みが完成する。ローター・バーとエンド・リングは一緒になってローター巻線を作りますが、ステーターで見るコイル巻線とは全く違って見えます。これは、リスケージ誘導モーターがどのように動作するかの重要な要素である。

インダクションモーターのローターバーはどのようにして電流を得ているのか？

これが誘導モーターの「誘導」の部分である。リスケージ式ローターのローターバーは、ステーター巻線のようにワイヤーで屋外の電源に直接取り付けられているわけではない。その代わり、ローターに流れる電流は "発電 "される。これは、変化する磁界によって生成されることを意味する。誘導電動機の固定子には巻線がある。固定子巻線に交流電力が供給されると、回転磁界が発生する。ステーターからのこの回転磁界はローターバーを通過する。ローターバーは導体であるため、この変化領域によって電圧が発生する。ローターバーはエンドリングによって短絡されているため、この電圧によってバーとリングを介して電流が流れる。ローター・バーに誘導されたこの電流は、その後、独自の磁場を作り出す。ステーターとローターの）2つの電磁界が相互作用し、これによりローターが回転する！ローター回路はエンドリングによって完成される。ローターの回転速度は、回転磁界の速度より常に少し小さい。この違いはスリップと呼ばれる。このスリップは電流を誘導するために必要である。

すべてのリスケージ式ローターは全く同じか？デュアルリスケージは？

しかし、様々なタイプがある。最も一般的なものの1つは、私たちが実際に話してきたソリッド・ケージ・ローターである。とはいえ、特殊な仕事のために、エンジニアはダブル・リス・ケージ・ローターと呼ばれるものを作った。このタイプのローターは、同じローターコアに2組の「ケージ」またはローター巻線がある。なぜ2つのケージなのか？ダブル・リス・ケージ・ローターは、誘導モーターの始動トルクを向上させます。始動トルクとは、モーターが最初に始動するときのねじれ圧力のことです。一方のケージ（通常は外側のケージ）は、より抵抗の高い材料で作られています。これは良好な始動トルクを補助し、始動電流を制限します。内側のケージは抵抗が低く、低スリップで通常の速度で効率的に運転するのに有利です。つまり、ダブル・リス・ケージ・スタイルは、両方のグローブの効果を最大限に引き出そうとするものである。これは、リスケージ・モーターがさまざまな仕事に対してどのように動作するかを正確に変換する賢い方法です。このローターの分類により、さらに特殊な誘導モーターの設計が可能になります。

なぜ一部のリスケージ・モーターではローターが傾いているのか？

リスケージ式ローターを見てみると、ローターバー（とその中にあるロータースロット）がモーターシャフトに対して完璧に平行ではないことがよくあります。その代わり、わずかに斜めになっている。これにはいくつかの優れた要因がある。スキューの主な要因のひとつは、誘導モーターをよりスムーズかつ静かに作動させるためである。もしローターバーがまっすぐであれば、ローターが回転するときに同時にステーターの歯を関連付けることができる。これはぎくしゃくした動きを引き起こし、さらに騒音が大きくなる可能性がある。ローターバーを斜めにすることで、ステーターからの電磁界をより徐々に取り込むことができます。これは音と振動の低減に役立つ。スキューのもう一つの利点は、モーターが特定の速度（しばしばコギングと呼ばれる現象）で「スタック」するのを止めることができることです。また、より均一なトルクを提供するのに役立ちます。従って、ロータ構造のマイルドなスキューは、誘導モータの性能に大きな違いをもたらします。

リスケージ型ローターと巻線ローターや同期モータのローターとの違いは？

リス・ケージ式ローターは超普通だが、誘導モーターのローターの種類はそれだけではない。さらに、"巻線ローター "と呼ばれるものもある。巻線ロータは、固体のロータ・バーの代わりに、ステータ巻線と同じように実際のコイル巻線を持っているという事実のために異なっている。これらの巻線は、シャフトのスリップリングに接続される。このスリップリングにブラシが乗り、外部抵抗器をロータ回路に接続することができます。これにより、モータの速度と始動トルクをさらに制御できる。従って、巻線ロータ誘導モータは、より多くの速度制御を提供する一方で、リスケージ誘導モータよりもはるかに複雑で高価である。次に同期モータがある。同期モータのローターも大きく異なります。通常、永久磁石またはロータ巻線に直流を供給することによって、磁極が定義されています（スリップリングを使用するのが一般的です）。同期モータの重要な点は、ロータがステータからの回転電磁界とまったく同じ速度で回転することです。リスケージ誘導モータのロータには、常にいくらかのスリップがあります。発電機もモータ・ロータに似た設計を利用できますが、その機能は電力を生み出すことです。リスケージ式ロータは、これらの他のロータタイプよりもシンプルで頑丈です。

インダクションモーターの秘密はローターだけ？(ステーターを覗く）。

私たちはこれまで、幻想的なリス・ケージ型ローターに注目してきたが、誘導モーターにはもう一つ、非常に重要な部品であるステーターがあることを念頭に置く必要がある。ローターは回転する部分だが、ステーターはローターを取り囲む静止部分である。ローターはステーターの内側にある。ステーターも同様に、渦電流損失を下げるためにラミネートで作られている。ステーターには、絶縁ケーブルで作られた巻線があり、通常は銅製です。固定子巻線に三相（または小型モーターの場合は単相）交流電源を接続すると、回転電磁界が発生する。この磁場がリスケージ式ローターに「発生」させ、変形させるのである。つまり、ステーターとローターはチームのように協力し合う。ステーターは魔法の領域を生み出し、ローターはそれに反応する。誘導モーターが作動するためには、その両方が必要なのだ。モーターのフレームワークは、ステーターとローターアセンブリ（シャフトを含む）の両方を保持している。ステーターの磁界とローター導体に生じる電流の相互作用が、誘導モーターがどのように機能するかの核心である。

リスケージ誘導モータの人気と信頼性はなぜ高いのか？

その主なものは、素直で頑丈なローター構造である。リスケージ式ローターにはブラシがなく（一部の直流電動機や巻線ローター式モーターとは異なる）、スリップリングもなく（特殊な巻線ローターでない限り、スリップリングが発生することがあるが、本物のリスケージ誘導モーターにはない）、ローター自体には可動電気接点がない。このため、信頼性が高く、メンテナンスもほとんど必要ない。ローターの構造は簡単で、アルミニウムまたは頑丈な銅のバーとエンド・リングを使用するため、製造コストも安くなります。これらの相リスかご型誘導モーター（特に3相リスかご型誘導モーター）は効率的で、異なる負荷の下でもほぼ連続した回転数で運転することができ（常に多少のスリップはありますが）、特にダブルリスケージなどの設計を使用している場合は、多くの仕事に対して良好な始動トルクを持っています。小型のものから大型のものまで、さまざまなサイズがある。この手頃な価格、高い信頼性、優れた効率の組み合わせが、リスケージ・モーターが世界中の産業で主力製品となっている理由です。その成功には、ローターのスタイルが大きく関わっています。このタイプの誘導モータは、さまざまな方法で取り付けることができます。ローター巻線に絶縁の心配がない（ただの棒なので）ことも、物事を単純化している。多くの電気モーターは、減電圧始動用に開発することもできます。