誘導電動機の仕組みとは？
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- Опубликовано: 11 сен 2024
- 誘導電動機の発明は、人類の文明に大きな影響を与えました。偉大な科学者ニコラ・テスラによって発明された100年前の電動機は、今日（こんにち）でも最も一般的に利用される電動機の一つです。現に、世界の電力消費の約50％は誘導電動機に起因しています。今回は、誘導電動機の仕組み、そして、ニコラ・テスラの天才的思考に迫りましょう。
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『高透過性』よりは『高透磁率』のほうがビデオの趣旨に合っているかも知れません。
それにしてもCGがすごい良く出来ていますね。
①右ねじの法則によって交流電流が流れると磁界の力が発生！
②磁界ベクトルと電流ベクトルより、フレミングの左手の法則から、力が発生！
③交流電流なので、電流の方向は一定時間ごとに変化する。よって、一定時間ごとにそれぞれの向きで①②を繰り返し、力ベクトルが一定時間で回転するようになる。その回転する力ベクトルが結果として、モータを動かす動力源となるのだ！！
分かり易かったです。
ただ、確かに誘導モーターは同期モーターと比較するなら回転子の精密な位置検出や同期制御が不要な点で
「周波数の制御で回転数を簡単に制御出来ることがメリット」と言えますが、周波数を制御すること自体が近代の高度な技術であって歴史的にはむしろ「周波数や回転数の制御が不要」な点がメリットで大きく普及したのではないかと推測します。
負荷により回転数が変動しても電源は一定周波数のままで回転を続けられるし、回転数が下がると滑りが大きくなることできっと勝手にトルクが高まり負荷に対応出来るんですよね。
発電所から来る三相交流をモーターに繋げば回るという手軽さ。
なお、HVやEVの動力としては効率が高い同期モーターの方がメインで使われているはずです。
渦電流は「うずでんりゅう」の方が適切だと思います。
「磁界がループを切断する」という表現は適切を欠くと思います。
「磁界がループを横切る」でしょうねえ。
それはさておき、
内容的におかしいところが大量にあります。
永久磁石の無いモータは珍しくありません。
位置センサーもですね。
発電機としても機能するのが誘導電動機固有の特性としているのも
間違いです。
たいていの電動機は発電機にもなります。
回転子はカゴ形だけではなく巻線型でブラシが存在するタイプもあります。
カゴ形は低コストですが、速度調整が難しい等欠点もありました。
なのに、周波数を変えれば簡単に速度調整ができる、
と誘導電動機固有の利点のように言っています。間違いです。
周波数を変えられれば速度を変えられるモーターは他にもあります。
周波数を自在に可変して給電することは、
かつては簡単なことではありませんでした。
それができるようになったのは、
近年の半導体技術の進歩(インバータ等)によるものです。
テスラの時代にはこれはありませんでした。
カゴ形誘導電動機が優勢になったのは、
元々あった頑丈で低コストという特性に、
半導体技術の進歩で、技術的にもコスト的にも適用対象が広がったからです。
カゴ型の説明をしてるのであって全種類の特徴を網羅する動画ではないよね。
基本的な仕組みを説明する動画であって、それまでの開発の歴史的経緯を説明する動画じゃないよね。
「AがXの特徴」と言ってるだけなのに「X以外にもAの特徴を持つものはある！」て、それ指摘になってないよね。
ベン図から勉強したら？
@@takananoonaka 様動画では、
5:11「さあ続いては、なぜ誘導電動機が産業用機材と家庭用機器の両方の分野で圧倒的な存在感を誇るのかその理由を理解しましょう」
とあり、その中で、以下の点を上げています。
・誘導電動機は永久磁石なし
・ほかの電子機器には搭載されている、ブラシ、整流子、位置センサーがない。
・自己始動を行うことが可能。
・最も重要な強みは入力電力の周波数を調整する事によって誘導電動機の速度を簡単に制御できる点にある。
しかしこれは、誘導電動機固有でなく他の機器でも同じ性質をもつものがあるので、それは圧倒的な存在感を誇る理由にはなり得ません。
要するに、あなたのおっしゃるベン図で言えば、同じ囲いに入ってしまう機器が他にも沢山あり、圧倒的な存在感を誇る理由の説明になっていないということですね。
でもこれは、誘導電動機が圧倒的な存在感を持っていないと言っているのではありません。
実際、非常に優位性があって普及しましたし存在感に異を唱える人は居ないでしょう。ただ、私も他の多くの人も少し誘導電動機を勉強した経験があれば、その理由を説明できると思いますが、ここででの説明とは違った説明になるということですね。ですから、誘導電動機の利点を説明するならもっと的確に説明すべきだということを指摘した訳です。もしこれが愛好家による投稿なら厳密な指摘は無粋なのかもしれませんが、投稿者は「Learn Engineering」を名乗りシリーズ化しているのですから。
っと言うことで、なんとなくですが、あなたの思い入れはヒシヒシと伝わって来ましたので、私に話しかけるのではなく、独自のコメントで、あなたの立場で褒めちぎってあげればいいと思いますよ。
三相交流便利すぎ…
他の電動モーターの消耗部品とか複雑な工夫とか一切なく、自己始動するとか夢のようじゃないか…完璧やん…
鉄道関係から飛んできたけど、中でどう動いてるか分からなかったが、とても理解しやすい動画。
誘導電動機の回転速度は商用電源周波数に大きく依存し、速度制御が難しいのがデメリットでした。「可変電圧、可変周波数で容易に制御」と説明されていますが、それはインバータのようなパワーデバイスの恩恵であり、元来の誘導電動機の性質とは異なると思います。誘導電動機のメリットの一つは、商用電源に直結するだけで駆動できるが故に、ON/OFF制御が簡便でローコストな事です。その代わりにインバータを用いることはコストメリットを相殺してしまいます。
この手の動画には否定的な意見が多すぎる。
翻訳されたものだとわかっていながら、あえて文法に触れたり。
わかりやすくなるよう内容を省略しているのに、ここが足りないあれが足りない。
訂正する知識があるなら見る必要もないし見た後ならわざわざあげ足を取る必要もない。
いちいち校正をするのはめっちゃ面倒なので
翻訳と専門分野の難しさがあるからしようがないのでしょう。だからこそ批判ということではなく、
足りない部分を相互に補えるという考えが浸透するといいですね。
テスラってやっぱ天才だわ。
本当に惜しい。
アラゴの円盤を引用したほうが透過磁束数の変化が起電力に結びつく原理を説明するのに良い様な気がします。
3'48"近辺 過電流損失（かでんりゅうそんしつ）→渦電流損失（うずでんりゅうそんしつ）のミスがあります
｢百聞は一見に如かず｣と言いますが浅学の身にてとても参考になりました。
原理は知ってたけど、電流と磁界の動きを立体的にアニメーションするとイメージしやすいですね。誘導電動機は消耗品が少ないメリットと、速度制御が難しいというデメリットがあった。扇風機や冷蔵庫のように、一定速度でただ回すだけなら簡単だけど、電車のように自在に速度変化させるには高度な電源変換装置が必要です。しかしインバーター技術の発展によってそれが安価に作ることが出来るようになったわけです。
新幹線のモーターから来ました！！中学生でもわかる内容で本当に感謝しています！
やはり日本での成功例は鉄道です。それまで直流直巻モーターが主流だった主電動機が直流を交流に変換し駆動するVVVFインバータによる三相籠型モーターが在来線まで主流になりました。新幹線や一部の在来線は交流送電ですが、大半は直流送電。VVVFインバータの登場により直流区間でもこのモーターが使用できるようになったのです。
これはマイコン制御でシンプルなの作ってみよっと
理解できてるつもりなのか否か、はっきりする
巻線形誘導モーターがテスラの発明なら、凄い。 ググって見たが分からなかった、モーターの画像を見ると、ブラシが有るように見えた。 最初の誘導モーターが巻線形なら、速度制御が可能だと言う事になる。 テスラは天才だ。
最近こそインバーター制御になったが、昔からの速度制御出来るモーターは巻線形、ノッチをガチャガチャ回してスピードをコントロールしていた、カゴ形誘導モーターは回転数がほぼ固定、巻線型は巻線に流れる電流を抵抗器で制御してモーターの滑り（スピード）を変える。
そして周波数変換器、いわゆるインバーターと制御プログラムが重要となっています。
なるほど！わからん🤷
わからないことがわかった
めちゃくちゃ分かりやすくて助かる
中学生の身にはわかりずらい物だったが。電気自動車でギアを変えずに速度調整が可能な事には驚いた。
このギアが無い分シンプルにもなるのだろうか？
それと、冷蔵庫のフィン（ファン？）もこの、誘導電動機でできている事も驚いた。
だからあんなに静かだったのか。
永久磁石の要らない発電機・モーターがあったことすら知らなかった。しかもそれが主流とは、、、恥ずかしい限り
3:47 ×かでんりゅうそんしつ ○うずでんりゅうそんしつ（渦電流損失）
思ったらすでに指摘されてた
動画開始2秒で睡魔に襲われました。
おかげでぐっすりでした。ありがとう。
ニコラ・テスラの夢が叶いましたね。
半導体技術の発達で周波数制御が容易になり速度制御しやすくなったのでさらに用途が広がったよね。
モーターの仕組みが「ちょっと」解ったｗ
@高平凌雅 これ見ても完全には解らんよ
すげーすっきりした構造なんだな。オレの知識はマブチモーターの仕組みで止まってた。
素晴らしい！分かるようでまったく分からん🤪楽しいから見るけど😆
素晴らしい動画だ！！！
素晴らしく分かりやすい解説だ！
誘導電動モーターは中学校の技術の講義で教えてもらいました．交流電場によって固定子に回転する磁場が生まれることは理解できていましたが，3相の意味が全くわかっていませんでした．この動画で仕組みが良く理解できました．回転子については全くわかっていませんでした．磁石が付いていると思っていましたが．．．ローレンツ力ですか．．．フレミングの法則とか習いましたが．．．奥深いですね．
１分５０秒辺りの
グラフY軸の黄と青◎印が逆じゃね
悩んだじゃないか
学校は電子系だった
誘導電動機はサラッと聞いただけで
詳しく考えた事無かったから
復習がてら見て見た
まぁ
直流のエジソンと
交流のテスラって感じだね
しかし
テスラの発明も
現代に於いては必要不可欠な物ですね
今までで1番わかりやすい説明だった
電験でこれを理解する必要があったが、ものすごく理解しやすく助かりました。
わかりやすい。
助かった
電験三種の勉強してたらきた。
分かりやすい。
テスラさん序盤に出てくるタイプのラスボス感ある
ニコラテスラは天才すぎた
あれは生まれる時代が早すぎたけれども間違いではなかった
この鉄芯の積層板の打抜きが大変なんやで
うんわかる
積層板の型通りの金型作ってプレスで打ち抜くだけじゃないの？
そんな事言うたら
イチロー選手のホーム真似して同じ様に投げるだけで皆メジャーリーガーやん？
何言うてんの？？アホなん？？
積層板の打抜きって歩留まりわるいんですか？
減速機の構造について動画UPしてほしいです
モーター回転が逆（笑）
内容はすごくやかりやすい
わかりやしぃーや！
内容はよくわからんけど苗字も名前も電気自動車会社の社名になるくらい凄い人ってことか。
そう考えるとベアリングってすごい発明ね。
回転磁界発生装置をレールの間に置いて鉄道を動かすアイディアはナンセンスでしょうか？また実現への技術的課題はどこでしょうか？
自動車では道路からの給電の研究が進んでいるという記事を見ました。これから量子オーダー？での制御が当然になると思いますが、リニアのようなハードではなく、ソフトに投資すべきと思いますがどうでしょうか？
長堀鶴見緑地線がそのような仕組みだと思うんですが…どうでしょう。
レールの間にリアクションプレートが有り、モーターはリニア駆動です。
ド文系にもわかりやすい動画でしたありがとうございます
ひとつ疑問に思ったのは、発電機にできるのは誘導モーターだけの特徴ではないんじゃないですかね？
子供のころミニ四駆のモータ―を一生懸命回して豆電球をつけた記憶があります
横から失礼します！
発電機に出来るのは、誘導モータだけじゃないです。直流機も同期機も発電機になります。実際発電所で1番多いのは同期機だったはずです。ただし、同期機は電動機としてはあまり使われません。
車や電車でモーターとし動かしたあと停止する時に発電機として電気を回収できる。いわゆる回生制動が出来るといいたいのではないですかね。直流機も回生制動出来ますが、効率や速度調整、構造、コストなどを考えた時に誘導機の方が有利になると思います。
毎回思うけどCG凄いな
文法は一部間違ってるけど、めっちゃわかりやすい！この動画を使って学校で先生が説明してくれたら最強！
ニコラ・テスラに因み、電気自動車もテスラなんだね
昔から、可変速のモーターは誘導電動機、但し巻線型。
エレベーター、天井クレーン等は古い機械は今だに抵抗制御方式、いつまでも壊れないから。
扇風機もモーターはカゴ型誘導電動機、但し【深溝籠型】誘導電動機、速度制御はリアクトルで行う、安い扇風機はＤＣモーター。 誘導電動機のインバータ制御はコスト的に厳しいから。
インバータ方式はプリウス等のハイブリッド車か電気自動車。 それはガソリンエンジンで発電するから、燃費にシビアだから。 商用電源の機械は高いと言っても電気代は安い。 よって設備更新までは行かない。
それがインバータ式になると、モーターは故障しないかも知れないがインバータが故障する。
地球やん
無料で見れるのが最高です。
テスラタワーは既にテキサス州にあり、何か所かに建築され（稼働状況は不明）ていて、近い将来は原油や石炭などの資源エネルギーを必要としない時代に入ると聞きます。特許自体はアメリカですが、この技術は何処の国（企業）が強いのでしょうか？
永久磁石を使っていないから、
発電が出来ないと勘違いされやすい
秘密は3:35あたりから説明されている鉄芯にあります。この鉄芯は電力が入力されているときに
磁化されていて入力がゼロになっても磁力が保持されます。ネジを落とさないようにするために
永久磁石を使ってドライバーに着磁することがありますが原理はそれと同じです。
巨大な発電所の発電機はモータとして回転させる外部電源が必要ってこと？完全に停まってる誘導モーターには磁界はないですよね。磁界が保持できるのは回転中のモータの電源を負荷につなぎかえた場合と理解すれば良いですか？
@@user-zt3tp1is7b
え？少なくとも動画の例では鉄なんてなくても電磁誘導自体は発生するのでは？
回転磁界がないと誘導されて磁化された状態にはならないけれど、
自動車の例では外側のコイル(固定子コイル)への電力供給を切っているわけではないから、
それによって内側のコイルが電磁誘導で磁化される関係は継続されるハズ。
むしろ、鉄の持つ透磁率が高くてコイルの磁力が逸れないように吸い込む力は必要になっても、
次々と切り替わるコイルの磁石の邪魔をせずについていかないといけない以上、保磁力の方は変化への抵抗になるから邪魔になるハズ。
(そうでなければ日本製鉄がトヨタや中国メーカーに訴訟をしたりしないハズ。あれはすぐにどちら向きにもなれる電磁鋼板の技術権利を巡ってのこと。)
速度の形でためられている電力が、外側のコイルへの通電磁化をきっかけに、逆に電源側に増えた状態で飛び出してくる仕掛けになっていると理解していましたが…。
補償巻き線とか同期発電機とか、良く理解していないのですが、そちらの話なのでは？
@@Kei-IWA_Siliconated 言葉が適切でなかったですね、残留磁気なので正しくは残りますとすべきでした（図のD点です）。残った磁力がゼロになるE点の値が保持力ですがそれを誤って使っていました。逆向きになった磁力はこれを打消すために使われてしまい仕事をしませんので損失となります。おそらく電磁鋼板はこのEの値を非常に小さくできる製法に特許が与えられているのではないかと思います。ただ残留磁気は多いほうが回生効率は良いはずです。www.jst.go.jp/pr/report/report27/grf2.html
@@user-zt3tp1is7b
ううむ。調べていってみたのですが、
やはり残留磁気だろうが保持力だろうが、前の磁気を保存してしまうわけで、
固定子側に残っても回転子側に残っても発電の阻害要因にしか思えない。
その場合、「永久磁石がないから発電できないと勘違いされがち」というコメ主への返信で「鉄心に磁力が保持される(残留磁気が)あるから発電できる」的な旨と矛盾するから、
どうにも腑に落ちない…。
これは私の知らない原理・作用があるからなのか、ミクロな時間で見ていくと何か違うものが出てくるからなのか、私が動作原理を何か勘違いしているからなのか…
もし、出来るのなら、残留磁気がどのように相互作用して発電するのかご教授願えませんか？
今のところ同じ極を保持しやすい性質というのは(回転磁界担当でない方はコイルの作る磁極が変わらない)同期発電機の磁極を強化する話にしか読めていないです。
誘導モーターだから、フレミングの左手の法則かな
NS極逆では？…。
あれ？
三相交流についてはわかりました。単相交流での電動機の構造も同じですか？
回転子の代わりに円筒形の筒にパチンコ玉を入れると、物凄い勢いでパチンコ玉が回り出す。
高校の実習でやったなぁｗ
90%も使われてるのか､大活躍ですね｡
最後の発電の原理がわからない。モータから発電機に切り替わっても外部から電源を供給することなく電圧が発生するための磁界を保持できるの？実際にモータを手で回してもミリボルトも発生しない。磁界がないものを同期速度とかいう回転数で回したら本当に電圧発生するの？
なーるほど
4:12からの動きを理解するだけで何日も悩んでた。。
磁場の一定回転ってそっちか
めっちゃ簡単やん。泣
技術立国日本で文系が増えすぎた。
「この国を救うのが遅かった。いったいだれが責任をとるのか。」
テッカマン 第一話より
解らないけど趣味で見てます🎵☺
滑っているから同期ではない～と考えればよいと分かりました。交流の周波数で速度を制御するのは同じですね。
インバーター)解せぬ
カンタンに言ってるけど、難しいよね。
？？？
交流電流を打ち込んで、磁場の向きが常に変わるから
コイルの位置を120度ずつずらせば見かけでは回転してるように見えるの？
わかんない
うーん
複雑でわからん
滑りの原理が微妙だったけど、これで理解できた
磁極が逆ではないか？
回転子のバーがスキューされてるのはなぜでしょう
PROJETO : DESIGNER : TOP :
SISTEMA : INVENTOR : muammer Yiudis :Melhor de
Todos : Melhor que Sistema Tesla ???? Está nos Compartimentos Bem Definidos
Fácil de Montagem !!!! Melhor Sistema : PROJETO !!!! ...............
三相交流を発明したニコラさん凄すぎますね
わかりにくいです。絵はきれいなんだけどね・・・
えっ？誘導電動機って発電機にもなるの？
難しいこと言ってるけどACモーターの事
テスラがすごい。産業用の電動機はほぼ誘導電動機。車も冷蔵庫も入ってる。世界の電力50パーはこいつのせい。こいつがなくなれば電気代が浮くってことしかわからなかった。
絶対再生数上がるマン こいつがなくなればエアコンも扇風機も冷蔵庫も‥……‥……
とてもガマンできません。
モーター直回しじゃだめなのか？
制御が簡単と言っても、三相交流を自在な周波数で生成するインバーター電源が複雑になるあたりも。
素晴らしくわかりやすい解説動画なのにコメントで謎理論があるww
誰か解説してくれませんか?
わからないからw
うーん。
分かりやすく説明しているようでわかりにくい。
元の動画をそのまま日本語にするからところどころ違和感が残る。
日本語版として成立させるなら、再構成からやらないと。
回転子に永久磁石を使わないメリットは何
hyas45 回転子に磁石使うんです？か？
ジーチンパン 誘導機に永久磁石は使わないです。回転子の種類によってかご形と巻線形に分けられます。
メリットというよりも元々誘導機が回転する原理の中に永久磁石は必要ないですよ〜
いさ いさ あぁ、ご丁寧に説明ありがとうございます、わかってはいたのですが、自分の知識不足なのかと思いまして質問いたしました。
@@user-yf4fj2oi7m お前クソ性格悪そうで気持ち悪いやつだな
清掃員ワイ。電験３種試験に備えて視聴するもやはり理解できず。
おお、この動画のおかげで初めて誘導電動機の構造が分かった！ さんくす
しかしＥＶの世界では永久磁石モーターが主流とも聞く。誘導電動機には欠点があるのかな？ 電気は苦手なので分からんことばかりですわ^^;
エネルギー変換効率が磁石同期電動機の方が誘導電動機より高いそうです
理屈でなく、測定結果として入力電力に対する出力エネルギーが高かったということでしょうか
daisukeさん
ありがとうございます^^
素人考えですが、永久磁石は電流がなくても磁力を発生し、コイルは電流を流さないと磁力が出ないので、その分がロスになるのかなと考えたりします。
ただ、コイルに流した電流が、ロスなく100%磁力に変換されるのであれば、永久磁石と同じ効率になるのかな･･･
そんな単純な問題ではないのかしら？ オラのアタマではさっぱり分からないんですよねぇ。
発電機として使用するためには回転子が電磁石または永久磁石にする必要があるからではないでしょうか@@nyankorunaway2446
@@nyankorunaway2446 ほとんど合ってるのがすごい
過電流損失？ 渦電流損失じゃないの？言い間違いか？
やっぱりテスラは天才だわー
BGM is bad.
概して日本語の教材は、丁寧さが足りないように思います。
言葉は入って来ますが、意味が分かりません。『電力消費の約50％は誘導電動機に起因しています。』とは通常いきなり言いません。
『電力の約50％が誘導電動機で消費しています。』と言います。解説文には正確性が求められるので難しくなりがちです。如何に自分が理解し噛み砕いて普段の表現に出来るかが勝負になります。この点からもこれは理解していない人が作った文であると思われました。
これに申し訳ない心が表現で読むと聞き続けられるかもしれませんが、知ったかぶりの心が入ると聞くに堪えません。
つまり、聞く相手に対して誠実な心で読まれる事が大切になります。
すまんがあなたの文のほうに違和感を感じる。
電力の約50%が誘導電動機で消費しています。よりは
電力の約50%が誘導電動機で消費されています。でしょう。
あんたもこれが翻訳動画である事を理解してない時点でだいぶヤバいぞ
Видео "Трансформатор TESLA": ruclips.net/p/PLlEX99xZE8qNc1MNp9EwjbeugLTRhr-9g
またテスラか
電気嫌いになりそう(笑)
百年前にはすでにありましたか。
コメント欄で鉄道オタク達が理解したつもりになってるの面白いわ
Sir g Hindi me bataye
現在の鉄道では、「分巻チョッパ車」「東洋GTO-VVVF」「東洋IGBT-VVVF」「Sic-VVVF」が使用されております。
ワシが小学校で考えたシステム、これやったんか
追記:くそぉ↑
そもそも意味がわからないなｗ
欧米の技術のおかげで今の日本がある