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初級講習用指導書(電気機器編)

 事業名 船舶の電気装備に関する技術指導
 団体名 日本船舶電装協会 注目度注目度5


2・8・3 直流電動機
(1)種類
 直流電動機は、その界磁極の励磁方式の違いによって、他励分巻電動機、分巻電動機、直巻電動機及び複巻電動機の4種類があり、図2.124にその基本結線を示す。
(拡大画面:71KB)
図2.124 各種直流電動機の基本結線
 
(2)特性
 直流電動機のトルクは界磁極の磁束量と電機子電流との積に比例して変化し、負荷電流や回転速度に関連した諸特性は電動機の励磁結線方式によってそれぞれ異なっている。
 各種直流電動機の負荷電流対回転速度特性及び負荷電流対トルク特性を図2.125に示す。
(拡大画面:34KB)
図2.125 直流電動機の特性
 
(2)特性
(a)他励電動機と分巻電動機
 この両電動機は電機子の端子電圧が一定である場合は全く同特性である(図2.125参照)、特に他励電動機の速度は広い範囲にわたって、安定に制御できる特長がある。いま電動機の端子電圧をV〔V〕、電機子電流をIa〔A〕、電機子巻線回路の全抵抗をr〔Ω〕及び毎極の磁束をφ〔wb〕、定数をkとすれば電動機の回転速度n(回転数/分)は次式で表される。
 この式からわかるように、負荷電流Iaが増せばV−Ia・rの値が減じ、回転速度は減少するが、その反面電機子反作用によって、分母のφが減ずる作用が働くので回転速度は両者相まって自己調整作用により負荷電流に無関係にほぼ一定の値となる。
 なお、電機子反作用が強く影響する場合には、速度特性曲線が右上がりとなって運転が不安定となるおそれがあるため、わずか(直巻度10%以下)の直巻巻線を設けて安定巻線付分巻電動機とする場合もある。
備考:電機子反作用とは電機子巻線に流れる電流によって、そこに起磁力が発生し、この起磁力のため界磁の磁束をゆがめたり、減じたりする作用をいう。
(b)直巻電動機
 本電動機では励磁起磁力として主回路電流を用いているため、端子電圧一定の場合には無負荷状態になると逸走してしまう。したがって、この電動機はかなりの摩擦負荷損を有する負荷に限って使用してよく、しかも負荷との連結は決して外れることのない直結接手、歯車などによらなければならない。
(c)複巻電動機
 本電動機は分巻電動機と直巻電動機の中間の特性を有し、分巻電動機の始動トルクの小さいのを補償し、一方、直巻電動機の軽負荷時の過速度の危険を排除する。複巻方式は和動複巻(図2.125に示す特性のもの)と差動複巻の2方式があるが、後者は始動トルクが小さく、また、重負荷で速度が上昇するので殆んど使用されない。







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