交流電動機の巻き線の話
皆様こんにちは。
前回は「回転磁界」の話を２回に渡ってしました。今回は「巻き線の巻き方の話」です。電動機は広く用いられますが、構造や原理を理解するのは相当に厄介です。
これらを一度に理解しようとすると、頭がパンクします。ですから、一つ一つ順番に理解すれば良いと思います。今回は「原理」の部分は描かずに「構造」の部分を描きます。ご多分に漏れず、、下記解説の中には胡散臭い部分が沢山有ります。
又、恐ろしくややこしい話になります。騙されないように注意深くお読み下さい。
宇宙元年 鹿月 骨日
貧電工附属 サイタマ・ドズニーランド大学（ＳＤＵ） 学長 鹿の骨 記
早速ですが、下図を見て下さい。
図１は「回転磁界の話」で記載したもので、回転磁界の「原理原則」を理解するためのものでした。勿論実機はこんな巻き方はしませんが、誘導電動機の発明者のテスラさんが最初に作った誘導電動機はこの様な巻き方をしていた様です。
この様な巻き方に名前はありませんが、あえて名前を付ければ「極巻き」とでも言うのでしょうか？図２は４極機の説明過程で出てきた２極機の巻き方です。これで充分実用になると思われますが、実機は違います。もっと複雑な巻き方をしています。
次項以降に、実機の巻き方の話を記載します。暫くおつきあい下さい。
尚、記載に当たって、全て２極機の話とします。
下図は図２のＲ相の巻き線だけを取り出したものです。
当たり前の話ですが、一周は３６０度ですから、素直に巻けば上記の様になります。一周を半分にして巻きを施していますので、この様な巻き方を「全節巻き」と言います。
又、２つのスロットに巻き線の全部を入れていますので、この様な巻き方を「集中巻き」と言います。
つまり図２の巻き方は、「全節巻き」の「集中巻き」になります。今度は、固定子のスロットの数を１２個にして（２倍にして）巻き線を２ブロックに分けて巻きます。
下図のようなものを用意します。
これらを使って次項の様に巻きます。
この様な巻き方を
「分布巻き」の「全節巻き」と言います。
スロット数は、毎極「２」であると言います。（スロット数が１の場合が集中巻き。）（実際はスロットを毎相当たり４スロット使っている事に注意。）分布巻きとは、図の通りで、コイルの巻き方が、集中巻きのように、１のスロットに集中して巻くのでは無く、分布させて巻く方法です。
この巻き方も実は一般的ではありません。
まだ違う巻き方があるのです。
鉢巻きでもするのかぁ～・・・・。バカタレ！
今度は巻線の数を相当たり２セットではなく４セットにします。つまり２倍に増やします。下図ではＲ相のみ記載しました。
これを三相分記載すると次ページの様になります。
思いっきりゴチャゴチャの図７になります。
これでは訳が解りませんので図８のように書き換えます。
Ｒ相は赤系統の色でＳ相は青系統の色でＴ相は緑系統の色で表現しました。
１スロットに二導体がはめ込まれています。
この様な巻き方を
「分布巻き」の「全節巻き」で「２層巻き」と言います。１スロットに２相分の巻き線が配置されます。これでも未だ実際の巻き方とは違います。
まだある！・・・ゲェ～。
今度は下図のように巻きます。
前回の巻き方と比較出来るように書きました。
違いがお解り頂けるとウレシイのですが・・・。
同じじゃん！！ と見えます。が・・・ヨーク見ると違います。次ページでこの違いを説明します。
比較のためにＲ相のみの図と、図６を再掲載します。
これでほぼ実用機の巻き方です。
図１０の巻き方を見ると、１８０度の位置で巻いていません。
１スロット分手前で巻き終わっています。
この様な巻き方を
「分布巻き」の「短節巻き」で「２層巻き」と言います。
スロット数は、毎極「４」であると言います。
これで、巻き方の話は終わり・・・ません。もう少しだけ付け加えます。３ぺージに書いた部分の修正です。下記インチキの部分をインチキで無いようにします。
このインチキの部分を次項に示すように処理します。
三相分全部を書くと訳の解らない図になりますので、Ｒ相の一巻き分だけを書きます。
この様に巻線を外側に折り曲げて、真ん中が空くようにします。こうしないと、回転子が中に入りません。
これで巻き線の巻き方の話は終わりです。２極機ですらこんなに複雑な巻き方をします。これが４極機や８極機になったらどんなふうになってしまうのか見当も付きません。
ですから、電動機をバラして巻き線を観察すると、素人目には下記のように見えます。
巻き方は・・・・「グルグル巻き！」
ところで、何でこんな巻き方をするのでしょうか？良く解らないのですが、こうしないと旨く回らないのだそうです。参考書曰く、「進行波の形が綺麗なサインカーブにならないので・・・。」だと。進行波？ナンジャコリャという話は又機会を改めてお話しします。
オシマイ
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