直流機の界磁巻線について

質問

直流機の界磁巻線は界磁鉄心の周囲に平角銅線か丸銅線が巻かれています。それら（平角銅線と丸銅線）の使分けは何ですか。それぞれどんな効果はありますか。ご教授よろしくお願いいたします。

回答No.5

FT56F001 · ベストアンサー

>電気機器の出力が決まる周波数は何の周波数のことですか。
変圧器，同期機，誘導機であれば電源周波数です。
直流機の場合は，電機子コイル電流の周波数です。
直流機の電機子コイル1本を見ると，
整流子とブラシの働きで交流電流が流れています。
その周波数は，同期機と同じく，回転速度と極数で決まります。

お礼

ありがとうございました

補足

直流機の場合の周波数は、もしかして電流リップルのことですか？ブラシを整流子を通るたびにリップルが発生することはどこかの資料で読んだことがあります、直感的にもわかりますが、その周波数と回転速度および極数との関係を表す式はありますか。もしあればご教授していただけますでしょうか。

回答No.4

FT56F001

>占積率をあげると、どんなメリットがありますか？
>正味の銅線断面積が増えるから流れる電流も大きくなるのですか？

占積率を大きくできれば，機械寸法に対して出力を大きくできます。
同じ出力なら寸法を小さく，質量を軽く，よって安価に作ることができます。

電気機器の出力は，流す磁束(磁気装荷)と流す電流(電気装荷)と周波数で決まります。
鉄心の磁気飽和から，磁束密度は1T程度に制限されます。
銅線の電流密度は冷却の問題から制限され，
通常，1mm^2あたり2Aから10A程度の電流密度が使われます。

これらの結果，電気機器の出力は，鉄心の断面積と銅線の断面積で決まることになります。
小さな寸法で大きな出力を出すためには，限られたスペースに，
鉄心と巻線をぎっしりと詰め込みたいのです。

お礼

ありがとうございました

補足

ご回答ありがとうございました。電気機器の出力が決まる周波数は何の周波数のことですか。

回答No.3

FT56F001

巻線の占積率とは，巻線を収める空間(スロット)の断面積に対して，正味の銅線断面積が占める割合です。
巻線間に隙間があったり，絶縁が厚くなると，占積率は下がります。
電圧が低い場合で，丸線で40%程度，平角線で70%程度です。
電圧が高くなると絶縁が厚くなり，これより下回ります。

変圧器を手巻き試作した経験ですが，占積率40%まで詰めこもうと思うと，
かなり丹念にきちっと巻線を巻かねばなりません。
手荒にグチャグチャに巻くと，占積率10%も入りませんでした。

お礼

ありがとうございました

補足

ご回答ありがとうございました。占積率をあげると、どんなメリットがありますか？正味の銅線断面積が増えるから流れる電流も大きくなるのですか？

回答No.2

FT56F001

小型機で巻数が多く，断面の小さい線を多数回巻く場合は，
巻線作業が楽な丸銅線を使います。
大型機で巻数が少なく，断面の大きな線を小数回巻く場合は，
(銅棒を曲げて埋め込むイメージ)，占積率が稼げる平角銅線を使います。

お礼

ありがとうございました

補足

ご回答ありがとうございます。占積率は巻線がモータ全体の体積を占める比率ですか？大きくしたほうがいいですか？ご教授よろしくお願いいたします。

回答No.1

foobar

平角の方が、銅の占積率を大きく取れて、コイルとしての電流密度を上げ易く、丸線の方が、ねじれを考慮しなくていいので、巻きやすい、というのがあるかと思います。

お礼

ありがとうございました

補足

ねじれへの考慮は考えていませんでした、ありがとうございます。占積率がまだよくわかっていませんが、丸線を大きく作れば占積率が同じく大きくなるではないでしょうか？また、電流密度を上げやすいのはなぜですか？ご教授よろしくお願いいたします。