第17講 同期電動機の始動法
単独で始動できない同期電動機を動かす方法
よっしゃ！第17講いくで！
今回のテーマは「同期電動機の始動法」や。
第15講で「同期電動機は単独では始動できない」って学んだやろ？
今回は、その問題をどうやって解決するかを詳しく学ぶで！
📚 この講座で学ぶこと
✅ なぜ単独で始動できないか（復習）
✅ 自己始動法（制動巻線を利用）
✅ 始動電動機法
✅ 低周波始動法（インバータ始動）
まず、なぜ同期電動機は単独で始動できないかを復習しよか！
始動できない理由
① 電源を入れると回転磁界が瞬時に同期速度で回り始める
② 回転子は慣性が大きくて動けない
③ 回転磁界についていけず、トルクが発生しない！
💡 イメージ
止まってる重い荷物を、猛スピードで走りながら引っ張ろうとしても動かへんやろ？
それと同じことが起きてるんや！
ほな、どうやって始動するかを見ていこか！
同期電動機の始動法は主に3つあるで。
② 始動電動機法
③ 低周波始動法（インバータ始動）
電験三種では特に①自己始動法がよく出るで！
順番に詳しく見ていこか。
まずは自己始動法から！
これが一番メジャーな方法やで。
自己始動法とは？
回転子に制動巻線（ダンパ巻線）を設けて、
誘導電動機と同じ原理で始動する方法！
🔑 制動巻線のポイント
・回転子の磁極表面に設置された短絡導体
・かご形誘導電動機のかご形導体と同じ構造
・始動時に誘導電流が流れてトルク発生！
ほな、確認問題や！
同期電動機の自己始動法で使用される巻線は何？
自己始動法のポイントを整理しよか！
自己始動法で使う巻線
制動巻線（ダンパ巻線）
・回転子の磁極表面に配置
・かご形導体と同じ構造
💡 各巻線の役割
・界磁巻線：励磁用（直流を流す）
・制動巻線：始動用＋乱調防止用
・補償巻線：直流機で使う（同期機にはない）
制動巻線はどのような電動機と同じ原理で始動トルクを発生する？
さすがや！ほな応用問題いくで。
制動巻線は始動時以外にも重要な役割がある。それは何？
自己始動法の具体的な手順を見ていこか！
手順①：界磁巻線を処理する
界磁巻線を開放または抵抗で短絡する
※高電圧発生を防ぐため
手順②：電機子に電源を投入
三相交流電源を投入する
→ 制動巻線に誘導電流が流れる
→ 誘導電動機として始動！
手順③：同期速度付近まで加速
誘導電動機として加速していく
同期速度の95%程度まで加速
手順④：界磁電流を投入（同期引き入れ）
界磁巻線に直流を流す
→ 同期速度に引き込まれる
→ 同期電動機として運転開始！
ここ、試験でよく出るポイントやで！
始動時に界磁巻線をどう処理するか？
🔑 界磁巻線の処理
・抵抗で短絡：安全！推奨される方法
・開放：高電圧発生の危険あり
→ 始動時は抵抗短絡が基本！
確認問題や！
自己始動法で、界磁巻線を開放したまま始動するとどうなる？
界磁巻線の処理を整理しよか！
なぜ高電圧が発生する？
・始動時、回転磁界が界磁巻線を横切る
・界磁巻線に誘導起電力が発生
・開放状態だと電流が流れず、高電圧に！
💡 対策
界磁巻線を抵抗で短絡しておく
→ 誘導電流が流れて電圧が下がる！
自己始動法で始動中、同期引き入れのために何を投入する？
ええぞ！応用問題や！
自己始動法で同期引き入れを行う適切なタイミングは？
次は始動電動機法や！
始動電動機法とは？
別の電動機（始動電動機）を使って、
同期電動機を同期速度まで加速してから
電源に投入する方法！
🔑 始動電動機法のポイント
・始動電動機は誘導電動機を使うことが多い
・同期速度まで加速してから電源投入
・並行運転の投入と同じ要領（位相合わせ）
・大容量機に使われる
最後は低周波始動法や！
最近増えてきた方法やで。
低周波始動法とは？
インバータ（可変周波数電源）を使って、
電源周波数を低い値から徐々に上げて始動する方法！
🔑 低周波始動法のポイント
・インバータで周波数を制御
・最初は低い周波数（=低い同期速度）から始動
・回転子が常に回転磁界に追従できる
・始動電流が小さく、スムーズな始動が可能
確認問題や！
低周波始動法で使用する機器は何？
低周波始動法を整理しよか！
低周波始動法のキーワード
・インバータ：周波数を変えられる電源
・低い周波数から始めて徐々に上げる
・VVVF制御（可変電圧可変周波数）
💡 なぜうまくいく？
同期速度 \\(N_s = \\frac{120f}{p}\\)
周波数fが低い → 同期速度が遅い
→ 回転子がついていける！
低周波始動法の利点は？
よっしゃ！応用問題いくで！
低周波始動法で周波数を徐々に上げると、回転子はどのような状態で回転する？
3つの始動法を比較してまとめるで！
| 始動法 | 原理 | 特徴 |
|---|---|---|
| 自己始動法 | 制動巻線で誘導機として始動 | 最も一般的、構造簡単 |
| 始動電動機法 | 別の電動機で加速 | 大容量機向け |
| 低周波始動法 | 周波数を徐々に上げる | 始動電流小、スムーズ |
📝 試験では
・自己始動法が最頻出！
・制動巻線（ダンパ巻線）の役割を覚える
・界磁巻線の処理（抵抗短絡）も重要
最後に、制動巻線の2つの役割を確認しとこか！
役割①：始動用
自己始動法で、誘導電動機として始動トルクを発生
役割②：乱調防止（制動作用）
運転中に負荷が急変したとき、
回転子の振動を抑制する
（だから「制動」巻線と呼ぶ！）
🔑 「乱調」とは？
負荷が急変したとき、回転子が振動する現象
制動巻線があると、振動を素早く収める（ダンピング効果）
だから「ダンパ巻線」とも呼ばれるんや！
最後に総合問題や！
同期電動機の制動巻線（ダンパ巻線）の役割として、正しくないものはどれ？
制動巻線の役割を整理しよか！
制動巻線の役割
✅ 始動トルクの発生
✅ 乱調の防止
制動巻線の役割ではないもの
❌ 励磁電流の供給 → 界磁巻線の役割
❌ 力率の改善 → 励磁電流の調整
💡 覚え方
制動巻線 = 始動＋制動（乱調防止）
界磁巻線 = 励磁用
界磁巻線の主な役割は？
よっしゃ！最後に全体をまとめるで！
📝 第17講のまとめ
① 同期電動機は単独で始動できない
回転子が回転磁界についていけないから
② 自己始動法
制動巻線で誘導機として始動
界磁巻線は抵抗で短絡
③ 始動電動機法
別の電動機で同期速度まで加速
④ 低周波始動法
インバータで周波数を徐々に上げる
⑤ 制動巻線の役割
始動トルク＋乱調防止
お疲れさん！第17講「同期電動機の始動法」終了や！
📝 今日のまとめ
✅ 自己始動法が最も一般的（制動巻線使用）
✅ 始動時は界磁巻線を抵抗で短絡
✅ 低周波始動法はインバータを使用
✅ 制動巻線の役割：始動＋乱調防止
これで同期機の講座は一通り終了や！お疲れさまでした！🎉