💭 こんな悩みはありませんか？
- 「三相誘導電動機」って、名前だけで難しそう...
- 回転磁界って何？なんで磁界が回転するの？
- 同期速度の公式 Ns = 120f/p を丸暗記したけど意味がわからない
✅ この記事の結論
三相誘導電動機は「回転する磁石を追いかける鉄の塊」です。たった4ステップで動作原理が理解でき、同期速度の公式も「なぜそうなるか」がわかります！
📚 誘導機シリーズ（全8回）
2-1 原理 → 2-2 滑り → 2-3 比例推移 → 2-4 トルクと出力 → 2-5 等価回路 → 2-6 始動法 → 2-7 速度制御 → 2-8 単相誘導電動機
目次
🏭 三相誘導電動機とは？
三相誘導電動機（さんそうゆうどうでんどうき）は、世界で最も多く使われているモーターです。
工場のベルトコンベア、電車、エアコン、エレベーター...私たちの身の回りで動いている機械の多くが、このモーターで動いています。
なぜこんなに人気なの？
理由はシンプル。「壊れにくくて、安くて、メンテナンスが楽」だからです。
| 特徴 | 理由 |
|---|---|
| 壊れにくい | ブラシ（摩耗部品）がない |
| 安い | 構造がシンプルで大量生産できる |
| メンテナンスが楽 | 消耗部品が少ない |
| 頑丈 | 過酷な環境でも動作する |
でも、「誘導」って何？「三相」って何？ここからイメージで理解していきましょう！
🎯 動作原理は「たった4ステップ」
三相誘導電動機の動作原理は、以下の4ステップで完全に理解できます。
🌀
Step 1
回転磁界の発生
⚡
Step 2
誘導作用
💪
Step 3
電磁力の発生
🏃
Step 4
回転！
この4ステップを順番に見ていきましょう！
🌀 Step 1：回転磁界の発生
「三相」って何？
家庭のコンセントは「単相（たんそう）」交流。プラスとマイナスが交互に入れ替わる、1本の波です。
一方、「三相」は3本の波が120°ずつずれて流れる交流です。
💡 イメージしてみよう！
3人が手をつないで円になり、順番に「せーの！」でジャンプしていると想像してください。
Aさんがジャンプ → 少し遅れてBさんがジャンプ → 少し遅れてCさんがジャンプ → またAさん...
この「順番にずれる」ことが超重要なんです！
回転磁界が生まれる仕組み
120°ずつずれた3つのコイルに三相交流を流すと、不思議なことが起きます。
合成された磁界がグルグル回転するのです！
🎪 電光掲示板をイメージ！
野球場の電光掲示板で、文字が右から左に流れて見えますよね。
実際には電球が順番に点滅しているだけなのに「動いて見える」。
回転磁界もこれと同じ原理です！
物理的に何かを回しているわけではなく、電気的に磁界の向きが回転しているのです。
⚡ Step 2：誘導作用
なぜ「誘導」電動機なの？
回転磁界の中に、導体（電気を通すもの）を置くとどうなるでしょう？
ファラデーの電磁誘導の法則により、導体に電流が誘導されます。
磁界の中で導体が動く（または磁界が変化する）と、導体に電圧が発生して電流が流れる現象。
回転磁界が回転子の導体を「横切る」ので、回転子に電流が誘導されます。
だから「誘導」電動機なのです！
電磁誘導とファラデーの法則｜基礎から徹底解説 →
💪 Step 3：電磁力の発生
磁界＋電流＝力！
回転子に電流が流れました。その電流は、回転磁界の中にあります。
磁界の中を流れる電流には力が働く—これがフレミング左手の法則です。
✋ フレミング左手の法則（FBI）
| 👆 | 👉 | 🖕 |
| 親指 = F（力） | 人差し指 = B（磁界） | 中指 = I（電流） |
回転子の導体に流れる電流と回転磁界の相互作用で、回転子に力が働きます。
この力が回転トルクになります！
フレミングの左手の法則｜FBIで完全暗記 →
🏃 Step 4：回転！
追いかけるけど、追いつけない！
電磁力によって、回転子は回転磁界と同じ方向に回り始めます。
ここで超重要なポイントがあります。
⚠️ 超重要！誘導電動機の本質
回転子は絶対に回転磁界に追いつけない！
なぜなら、追いついた瞬間に相対速度がゼロになり、電磁誘導が起きなくなり、電流が流れず、力も発生しなくなるからです。
🐕 犬と飼い主でイメージ！
飼い主（回転磁界）が走ると、犬（回転子）は追いかけます。
でも追いつくと「あ、もういいや」と止まってしまう。すると飼い主が先に行くので、また追いかける。
常に少しだけ遅れて回転し続ける。この「少しだけ遅れる」ことを滑り（すべり）といいます！
📐 同期速度 Ns の公式
回転磁界の速さを求める公式
回転磁界が1分間に何回転するかを表すのが同期速度 Nsです。
Ns = 120f / p [min⁻¹]
| Ns | 同期速度 [min⁻¹]（1分間の回転数） |
| f | 電源周波数 [Hz]（東日本50Hz、西日本60Hz） |
| p | 極数（磁極の数。2極、4極、6極...） |
なぜ「120」なの？
この「120」がどこから来るのか、イメージで理解しましょう。
周波数 f は「1秒間の波の数」です。1分間なら 60 × f 回ですね。
しかし、極数によって1周期あたりの回転数が変わります。
| 極数 p | 1周期で回転する角度 | 1周期で何回転？ |
|---|---|---|
| 2極 | 360° | 1回転 |
| 4極 | 180° | 1/2 回転 |
| 6極 | 120° | 1/3 回転 |
つまり、1周期で 2/p 回転します。
1分間の回転数は 60 × f × (2/p) = 120f/p となり、公式が導かれます！
計算例：50Hz、4極の場合
📝 計算してみよう
Ns = 120 × 50 / 4 = 6000 / 4 = 1500 min⁻¹
→ 回転磁界は1分間に1500回転します。
よく出る同期速度（暗記推奨！）
| 極数 p | 50Hz（東日本） | 60Hz（西日本） |
|---|---|---|
| 2極 | 3000 | 3600 |
| 4極 | 1500 | 1800 |
| 6極 | 1000 | 1200 |
💡 覚え方：「4極50Hzで1500」を基準に覚えると便利！極数が半分なら速度2倍、周波数が1.2倍なら速度も1.2倍。
🔧 三相誘導電動機の構造
固定子（ステータ）と回転子（ロータ）
三相誘導電動機は、大きく2つの部品で構成されています。
🔵 固定子（ステータ）
外側の固定された部分。三相交流を流すコイルが巻かれている。ここで回転磁界を作る。
🔴 回転子（ロータ）
内側の回転する部分。回転磁界から電流を誘導され、電磁力で回転する。
回転子の種類
| 種類 | 特徴 | 用途 |
|---|---|---|
| 🐿️ かご形 | アルミ棒を「かご」状に配置。シンプルで安価 | 最も一般的 |
| 🎸 巻線形 | 回転子にもコイルを巻き、外部抵抗接続可能 | クレーンなど |
📝 まとめ
🏆 これだけ覚えて帰ろう！
| 原理 | 回転磁界を追いかける（でも追いつけない） |
| 回転磁界 | 三相交流 × 120°配置のコイル |
| 誘導 | ファラデーの電磁誘導の法則 |
| 電磁力 | フレミング左手の法則（FBI） |
| 同期速度 | Ns = 120f / p [min⁻¹] |
📚 誘導機シリーズ 全記事一覧
| 2-1. 三相誘導電動機の原理 🔗 | 2-4. トルクと出力の関係 🔗 |
| 2-2. 滑り（すべり）🔗 | 2-5. 等価回路 🔗 |
| 2-3. 比例推移 🔗 | 2-6. 始動法 🔗 |
| 2-7. 速度制御法 🔗 | 2-8. 単相誘導電動機 🔗 |
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