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インダクションモータースリップ

AC誘導モーターの誘導モーターのスリップ、同期速度、スリップ周波数、およびローター速度を計算します。

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公式

n_s = 120f/p, s = (n_s − n_r)/n_s

n_s — Synchronous speed (RPM)
n_r — Rotor speed (RPM)
f — Supply frequency (Hz)
p — Number of poles

仕組み

AC誘導モーターのローターは、電流を誘導してトルクを生成するために磁界導体とローター導体の間の相対運動が必要なため、常に回転磁場よりもわずかに遅く回転します（同期速度）。この速度差は同期速度のパーセンテージで表され、スリップ (s) と呼ばれます。同期速度 N_s = 120 × f/P (ここで f は電源周波数 (Hz)、P は極数)。スリップは負荷トルクとともに増加します。標準の誘導モーターでは、定格負荷時のスリップは通常 2 ～ 8% です。

計算例

4 極の 60 Hz 誘導モーターは、定格負荷下で 1746 RPM で動作します。
ステップ 1 — 同期速度:
N_s = 120 × 60/4 = 1800 RPM
ステップ 2 — スリップ:
s = (N_s − N_r)/N_s × 100
s = (1800 − 1746) /1800 × 100 = 54/1800 × 100 = 3.0%
ステップ 3 — ローター周波数 (ローターに誘導される電流の周波数):
f_r = s × f = 0.03 × 60 = 1.8 Hz
ステップ 4 — 負荷増加の影響: 負荷トルクが 2 倍になり、スリップが 6% に増加した場合:
N_r = N_s × (1 − s) = 1800 × 0.94 = 1692 RPM
結果: 定格負荷時には、モーターは同期速度より 3% 低く動作します。負荷を2倍にすると速度は1692RPMに低下しますが、ほとんどのアプリケーションではまだ問題ありません。

実践的なヒント

  • ✓可変周波数ドライブ（VFD）アプリケーションでは、同期速度は出力周波数に比例して変化するため、RPM単位の定格スリップ速度は速度範囲全体でほぼ一定に保たれることに注意してください
  • ✓高効率モーター（IE3/IE4）は、ローター抵抗が低いため、標準モーター（IE1の5〜8％）よりもスリップ（1〜2％）が低くなります。これは、低電圧スターターでの始動が難しいことも意味します
  • ✓タコメータで実際のシャフト速度を測定し、動作時のすべりを測定します。これにより、熱による損傷が発生する前に、過負荷や機械的摩擦の増加がすぐにわかります。

よくある間違い

  • ✗誘導モーターが正確に同期した速度で動作することを期待すると、スリップがゼロになると誘導ローター電流がゼロになり、トルクがゼロになるため、できません。
  • ✗極数と周波数のみからモーター速度を計算する場合、スリップは無視されます。4 極の 60 Hz モーターは 1800 RPM ではなく、約 1750 RPM で動作します。
  • ✗スリップ周波数と電源周波数の混同を招く — ローター電流は、50/60 Hzではなく、はるかに低いスリップ周波数（通常は1～5 Hz）です。

よくある質問

ブレークダウン（最大）トルク時のスリップはプルアウトスリップで、標準モーターでは通常10〜25％です。この点を超えると、さらに負荷がかかると、モーターは急速に減速して停止します。設計Bのモーターでは、定格トルクに対する破壊トルクの比率は、通常2～3倍です。
トルクはV²に比例します。電圧が 10% 低下すると、トルク容量は約 19% 低下します。同じ負荷トルクを維持するには、すべりを大幅に増加させ、ローター電流と損失を増加させる必要があります。低電圧が続くと過熱が発生し、モーターの早期故障の主な原因となります。
はい。ローターが同期磁界よりも速く回転する場合（外部負荷による駆動時や回生ブレーキ時など）、スリップは負になり、機械は誘導発電機として機能して電源に電力を供給します。

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