誘導電動機
誘導電動機は、固定子の三相交流によって生じる回転磁界が回転子に起電力を「誘導」し、その電流と磁界の相互作用でトルクを生む交流モータである。構造が簡素で堅牢、保守が容易、コストが低いことから、ポンプ、ファン、コンプレッサ、コンベヤなど産業の基盤を広く支えている。同期機に比べ速度制御の自由度が高く、インバータの普及により高効率運転と省エネルギー化が進んだ。
原理（回転磁界とすべり）
固定子巻線の三相電流により、同期速度ns=120f/p（f:周波数、p:極数）の回転磁界が生じる。回転子は当初静止しているため相対速度があり、回転子導体に起電力が誘導され、これが回転子電流となって磁界と相互作用してトルクを発生する。回転子速度をnとすると、すべりs=(ns−n)/nsで表され、負荷増大でnが低下しsが増してトルクが自律的に増えるため、外乱に強い駆動が可能となる。同期速度で回らない点が同期電動機との本質的差異である。
構造（固定子・回転子）
固定子は積層鉄心に三相分布巻線を施し、スロットに収める。回転子は「かご形」と「巻線形」に大別される。かご形はアルミや銅のバーとエンドリングを一体鋳造した簡素構造で、堅牢かつ安価である。巻線形は回転子にも巻線を持ち、スリップリングを介して外部抵抗を接続できるため、起動特性・トルク制御に優れるが保守が増える。軸受は玉軸受が一般的で、潤滑管理が信頼性を左右する。
特性（トルク−すべり曲線と効率）
トルク−すべり曲線は、すべり小の領域でほぼトルク∝すべり、ある点で最大トルク（プルアウトトルク）に達し、その後は低下する。起動時（s≈1）は突入電流が大きく、上位配線や保護機器の選定に影響する。効率は定格付近で最大となり、負荷率が低いと鉄損の比率が増えて低下する。高効率級では薄板低損失鋼板、銅ロータ、最適スロット設計、風損低減が組み合わされる。
起動法と速度制御（V/f制御とベクトル制御）
小容量では直入れが一般的だが、電源・機械負担を抑えるためソフトスタートやインバータ起動が広く用いられる。速度制御は、磁束一定を保つV/f制御（電圧/周波数一定比）と、高応答で高精度なベクトル制御（フィールド指向制御）が主流である。後者は回転子磁束を推定してトルク電流を独立制御でき、サーボ用途に迫る性能が得られる。位置・速度検出を行うエンコーダ付閉ループや、センサレス推定も普及した。用途によりサーボモータとの使い分けがなされる。
損失要因と効率改善
- 銅損：固定子・回転子巻線のI2R損。導体断面拡大や高占積率化で低減。
- 鉄損：ヒステリシス・渦電流損。薄板化・低損失材採用・磁束密度抑制で改善。
- 機械損：風損・摩擦損。冷却ファン最適化、ベアリング選定で低減。
- 高調波損：インバータのPWMによる。dV/dt対策、フィルタ、最適搬送周波数で抑制。
代表的な種類（かご形・巻線形）
汎用はかご形で、IE規格の効率クラス（IE2〜IE4等）に従いラインアップされる。重始動負荷や大トルクが必要な場合は巻線形を採用し、二次抵抗制御で起動電流を抑えつつ大トルクを得る。防爆形や耐環境形、ギヤードモータなど派生も多い。
選定ポイントと保護協調
出力・極数・定格電圧・フレーム、冷却方式、効率クラス、絶縁種別、保護等級を仕様化する。インバータ駆動では耐電圧・絶縁設計、dV/dtやサージへの配慮、軸電流対策が重要である。保護は過負荷継電器や温度センサ（例：サーミスタ）で巻線温度を監視し、短絡・地絡は遮断器とヒューズで上位系統と協調を取る。過大電流事象の理解には過電流の記事が参考になる。温度リレーやバイメタルは簡便な過熱保護に有効である。
応用例（ポンプ・ファン・圧縮機）
ポンプ・ファンはトルクが速度の二乗〜三乗で増える特性を持つため、インバータで周波数を可変にし、必要風量・揚程に合わせて回転数を落とすだけで大幅な省エネが可能となる。圧縮機や搬送機でも同様に、可変速化で効率域を保ちつつ負荷追従ができ、設備全体のCOPやスループット向上に寄与する。
メンテナンスと故障診断
定期点検の要は軸受・潤滑・巻線絶縁である。振動・温度・電流のトレンド監視により、アンバランスやミスアライメント、軸受劣化を早期検知できる。電流信号から回転子欠損などを推定するMCSA（Motor Current Signature Analysis）も有効である。温度計測や振動計測は小型のMEMSセンサーの活用が進む。
用語（すべり・同期速度・極数）
- 同期速度：ns=120f/p。電源周波数と極数で決まる基準速度。
- すべり：s=(ns−n)/ns。負荷で増え、トルクに寄与。
- 最大トルク：設計上の重要指標。起動法や二次抵抗で調整可。
- 効率クラス：IE2、IE3、IE4などの国際分類。省エネ規制に適合。
設計・実装時の注意
電源品質（電圧不平衡、電圧変動、周波数偏差）は損失・温度上昇に直結する。不平衡は負相分電流を生み、著しい温度上昇を招くため、三相バランスの監視と配電設計が重要である。ケーブル長が長いインバータ駆動では反射サージと軸受電食を考慮し、dV/dtフィルタや絶縁強化を施す。吸排気経路の整流、冷却ファンの向き、密閉盤内の熱設計も信頼性に効く。