電動機の巻線を理解!

工場での巻線の製造工程は興味深く面白いものです。今回の動画でご紹介するのは、全自動の巻線工程。巻線は、電流を取り込み、その電流から回転磁界を作り出し、回転磁界がモーターの回転をつかさどります。巻き線が止まっていても、この磁界がどうやって回転するのかご存じですか?それでは、その仕組みをご紹介しましょう。

 

【書き起こし】電動機の巻線を理解!

(00:00) このような山荘巻線が工場でどのように 作られているか皆さんはご存知でしょうか 今ご覧いただいているのは全自動の巻線 工程です 巻線が電流を取り込みその電流から回展示 会を作り出します この回転次回こそモーターの回転を司る ものであり 巻線が止まっている状態でも次回がどう やって回転するのか気になりませんか 今回の動画ではその仕組みをご紹介し ましょう 巻線の設計はあまり目立たないものですが このビジュアルを見れば一目瞭然です エンジニアは何年もかけて設計を繰り返し 分析し電気工学の基礎を駆使してこの巻線 の設計にたどり着きました まずは基礎的なところから初めて動画の 最後には何故このような設計になっている のか完全に理解できるでしょう 巻線の設計を紹介する前にまず優れた rmf とはどんなものなのかを理解する
(01:06) 必要があります rmf は図のように滑らかな形をしてい なければならず 回転智衆に歪んではいけないですし中心の 時速戦は完全に放射状になっていなければ なりません ではこの完璧な rms を作り上げる ためにシンプルな濃い色を使って設計を 始めていきましょう コイルに交流電流を流すと図のように時速 が変動します そこで次に120度離れた2つのコイルを 追加してみましょう ここではそれぞれのコイルが自然に変動 する独自の磁界を発生させており これらの次回を加えると図のような複合 次回になります この設計は失敗ですね 次回が回転していません ここで電気工学の父と呼ばれるニコラ テスラ氏が登場します 彼はこの磁場変動という残念な挙動を観察
(02:10) し 次回の変動は3つの次回の最大値と最小値 が同時に起こることで発生することに 気づいたのです 公園で会展示会のアイデアを練っていた時 3つの次回の最大値を別々にしたらどう なるだろうかと思いついたのです そうすれば3つの電流が同時にゼロか最大 になる瞬間はないつまり3つの電流が同時 にゼロになったり最大になったりすること はなく 結果としてどの瞬間にも地盤がゼロになる ことはない変動を避けることができると いうものです ニコラテスラ氏による位相変異の概念を 利用して回転磁界を発生させる牧瀬も開発 してみましょう 瞬間的にゼロになったときここの地場の 結果は図のようになります いったんこの位置を保存しておきましょう 交流電流が変化すると磁界の向きが変わり ますこの3つの例を比較すると均一な強さ
(03:17) の次回が回転しているように見え この巻線悪くスロット設計で2曲の回転 磁界を発生させています よしこれで静止したコイルで次回を回転さ せることができました こちらでは一巻の巻線を使用しましたが 産業界では何百もの細いケーブルを巻いて います そうすることで時速の強さが増し マチ部分は液体はニスのラミネーションに よって他の部分から絶縁されています しかし巻線の設計はこれで終わりではあり ません このような巻線は通常鉄製の構造物の中で 支えられており 時速線を運んでいます rmf の品質をチェックするには solidworks 者の数 d ソフトウェア em ワークスを使った fa 結果に 頼らざるを得ません この rmf には2つの曲がありますが
(04:22) 中心の時速戦はローターに対して放射状に なっていないことがわかります また rmf が回転している間形状が 一定でないことがわかります この不均一性は隣接する導体の間に大きな ギャップがあるために生じるものです そこで第一の基準である回転中の形状を より緊密にするためには隣接する導体の数 を増やさなければなりません 今回は12本にしてみましょう この中にスロット設計の巻線は角層の コイルにさらに1つのコイルを直列に接続 して作られています ここで電流の方向を見てみましょう このままでは2曲の次回は発生しません この2つのコイルを重ね合わせて見ると 2曲の磁場ができます 完璧ですね では他の2走も同じようにしてみましょう
(05:29) この3つのコイルを演習場に組み合わせる と 右側のコイルは一方向に左側のコイルは別 方向に電流が流れることになります これにより頭のような磁界が発生し この美しい幕線により形状と均一性の高い 2曲の rms が得られるのです fea の結果からも明らかですね この巻線は回転している間均一な形状を 保つことができています 面白いことにこの巻線にさらにいくつかの 変更を加えるだけで4曲の rms が得 られます 先ほど行ったコイルの重なりを取り除けば 4曲の rmf を簡単に取得できるの です ここでは r そうの各導体がそれぞれの 曲を作り このように3つの層を合わせると4曲の 回転磁界ができます このデザインを円形の中心にも配置してみ
(06:34) ましょう 曲数の違い以外にこれらの回転磁界のどこ に違いがあると思いますか 走了 rms の回転速度が違うのです これは2曲の rmf の n 極は正弦 波の版サイクル後に180度に達し4曲 巻線では n 極はわずか90度にしかならないから です このために曲 rmf は4曲 rmf の 2倍の速度になり 最終的には2曲の rmf の方が速度は 出るがポルクは小さく4曲の rmf で はその真逆となります 曲数を増やしていってもスピードとトルク の関係は変わりません 回転磁界をより良くより滑らかにするため には24スロットの巻線が好まれています この場合会展示会が均一に回転し回転中は
(07:43) 次回の強さが一定であることがわかります ね このことからスロットの数を増やせば 増やすほど均一で一定の強さの回転磁界が 得られるという結論が得られこれこそが 巻線の美しさなのです こちらでは固定しに巻かれたより複雑な槇 山を見ることができます これらの巻線はモーターを使用する用途に 応じて選択され工場ではこれらのコイルを 方に巻き付け片側にからサンセットが一度 に巻かれます一度に片側にサンセットが まっあれ コイル軍を搭載したこの方は油圧で固定子 鉄心に挿入されます その後人のテレコイル同種を正確に接続し ていきます その後は汽船のテストが行われミキサー センタッキーエアーコンプレッサーなどに 使われるのです 今回の動画も楽しんで頂けましたら幸い です
(08:47) また次回の動画でお会いしましょうご視聴 ありがとうございました

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Narration: Koji Asano
Website: https://www.justglobal.jp/japanese

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