産業向けのかご形誘導電動機と巻線形誘導電動機の比較

産業オートメーションと電力システムの広大な領域において、誘導電動機は機械的動力の基盤として機能します。様々なタイプの中でも、かご形誘導電動機と巻線形（スリップリング）誘導電動機は、その独特な構造と性能特性で際立っています。この記事では、これらの2つのモータータイプを詳細に分析し、さまざまな用途に最適な選択をガイドします。

かご形モーターは、その名の由来である円筒形の積層鉄心に似たローターを備えており、アルミニウムまたは銅のバーが均等に配置されています。これらのバーは、エンドリングによって永久的に短絡され、ブラシ、スリップリング、または外部接続なしで閉回路を形成します。

主な設計上の特徴には以下が含まれます：

• スキューバー： 固定子とローターの歯間の磁気ロックを防止
• ノイズの低減： 磁気的なハム音とスロット高調波を最小限に抑えます
• 始動トルクの向上： 起動時のスムーズなトルク出力を保証します

巻線形モーターは、固定子と同様の三相巻線を採用しています。ローター巻線はスター構成で接続され、3つの端子がスリップリングを介して引き出されます。カーボンブラシはこれらのリングと常に接触し、外部抵抗をローター回路に接続できるようにします。

• 始動トルク： かご形（定格負荷の1.5〜2倍）対巻線形（2〜2.5倍）
• 始動電流： かご形（定格負荷の5〜7倍）対巻線形（2.5〜3.5倍）

• かご形： VFDなどの外部デバイスが必要なため、オプションが限られています
• 巻線形： 外部抵抗を介してスムーズな速度制御（同期速度の50〜100％）

• かご形： ローター損失が最小限であるため、90〜95％の効率
• 巻線形： ブラシ摩擦と銅損失の影響を受け、85〜90％の効率

• かご形： 定格負荷で0.8〜0.9
• 巻線形： 追加のリアクタンスにより、0.6〜0.8

• かご形： 積層鉄心付きアルミニウム/銅バー
• 巻線形： スリップリングアセンブリ付き絶縁銅巻線

固定子とローター間のエアギャップは、励磁電流、力率、過負荷容量、および冷却に影響します。ギャップが大きくなると冷却が向上しますが、励磁電流の要件が増加します。

• 小規模モーターの直接オンライン（DOL）
• 中規模モーターのスターデルタ始動
• 大規模モーターのオートトランス始動

ローター抵抗始動は、限られた電流で高い始動トルクを提供し、モーターが加速するにつれて抵抗を徐々に減少させます。

• ファンとブロワー
• 遠心ポンプ
• コンプレッサー
• コンベアシステム

• クレーンとホイスト
• エレベーター
• ボールミル
• ソフトスタートを必要とする大型ポンプ/ファン

• かご形： 最小限（ベアリング潤滑、振動チェック）
• 巻線形： 頻繁（ブラシ交換、スリップリングのメンテナンス）

かご形モーターは、シンプルさと信頼性が最優先される一定速度のアプリケーションで優れています。巻線形モーターは、高い始動トルク、正確な速度制御、またはソフトスタート機能を必要とするアプリケーションにとって、初期コストとメンテナンス要件が高いにもかかわらず、依然として不可欠です。