電動機の抵抗制御について

質問

列車の直流電動機の抵抗制御についてなんですが、起動時は抵抗を沢山入れて発車、速度が上がるとだんだんと抵抗を抜いて流れる電流（トルク）が一定になるようにしますよね。
ここでもし、抵抗を用いないとどうなるんでしょう？
必要なトルクが大きすぎて、大電流が一気に流れ、モータを焼いてしまうということなのでしょうか。
どうして速度に応じて抵抗の数を変えることで同じトルクが取り出せるのかが、いまいちわからないのですが・・・。
電流と回転数とトルクの関係について、教えてください。

回答No.4

ymmasayan · ベストアンサー

＃１、＃３のymmasayanです。誤解を与えてしまったようですね。

＞　ということは、ノッチ最終段（抵抗をすべて外して最高回転数の状態）でも抵抗が入っているのでしょうか？抵抗をずっと通した状態で置くと抵抗器が焼けてしまうので、加速が終わったら最終段に入れること、というのを鉄道工学の本で知ったのですが・・・。

加速が終わったら最終段に入れる（抵抗ゼロにする）と言うのはそのとおりです。
そうしないと抵抗器で無駄な電力ロスを生じます。抵抗器も焼けるでしょう。

直巻電動機と言うのは界磁コイルと電機子コイルが直列に接続されています。したがって、（トルクは界磁電流と電機子電流の積に比例するので）、トルクはモーター電流の２乗に比例します。一方分巻電動機は界磁コイルと電機子コイルが並列に接続されています。界磁電流は無視できかつ一定なので、トルクはモーター電流に比例します。

＞＞　＃１の補足ですが直巻電動機は無負荷になると超高速で回転する危険な特性があり、（一般に使用される分巻電動機にはない特性）、雨でスリップしたときなどに、モーターを破損する恐れがあります。この特性のため、直巻電動機は無負荷にならないよう、負荷との直結が義務付けられています。

これが誤解を呼んだようですね。最初の部分は直巻電動機の危険性です。
最後の部分の表現が不適切でした。「負荷との直結」と言うのは「機械的負荷との直結」の意味でした。もし仮にベルトドライブなどにすると、ベルトが切れた時にモータが超高速回転して（逸走と言う）大きな事故につながるのです。
わかりにくくてすみませんでした。

＞　どうして速度に応じて抵抗の数を変えることで同じトルクが取り出せるのかが、いまいちわからないのですが・・・。

電車は、起動時に大きなトルクが必要ですが、高速走行時はトルクはあまり要りません。電力とは別物です。電力＝速度×トルクだったと思いますが。