導入
電気モーターは、電気エネルギーを機械的エネルギーに変換する責任があります。多くの電化製品、ツール、マシンを建設する上で重要な役割を果たすため、電子および機械産業の重要なデバイスです。この記事は、さまざまな種類の電気モーター、アプリケーションなどを調査するため、電気モーターの世界に関する初心者向けガイドです。
電気モーターとは何ですか？
電気モーターは、通常は電磁原理を使用して、電気エネルギーを機械的エネルギーに変換するデバイスです。ほとんどの電気モーターは、モーターの磁場とワイヤーの周りに巻かれた電流の相互作用を通じて動作し、モーターシャフトに供給されるトルクの形で力を生成します。
電気モーターは、整流器やバッテリーなどの直接電流（DC）の供給、または電気発電機、電源グリッド、インバーターなどの交互の電流（AC）の供給によって駆動できます。電気モーターは、電源の種類、建設、アプリケーション、および移動出力の種類に基づいて分類できます。
電気モーターの重要なコンポーネント
電気モーターにはさまざまな部品がありますが、重要なコンポーネントは次のとおりです。
- 電気モーターベアリング： モーターハウジングからのベアリングのサポートのおかげで、ローターはその軸を回転させます。モーターハウジングからのベアリングのサポートのおかげで、ローターはその軸を回転させます。
- 電気モーターローター： ローターは、機械的エネルギーを移動および生成するモーターの成分です。基本的に電流を運ぶ導体を保持し、ステーター磁場はシャフトを回転させる力を適用します。
ただし、他のローターには永久磁石があり、ステーターは導体を保持します。永久磁石は、より大きな電力範囲と作業速度よりも高い効率を提供します。
ローターとステーターの間のエアギャップにより、スピンすることができます。ギャップの呼吸は、モーターの電気特性に重要な影響を及ぼします。大きなギャップがパフォーマンスが低下する可能性があるため、通常はできるだけ小さくするように作られています。電気モーターは、主にその設計により、力率が低いため機能します。
- 電動モーターステーター：ステーターはローターを取り囲み、フィールドマグネットを収容します。これらの磁石は、鉄強磁性コアまたは永久磁石の創傷ワイヤで構成された電磁石のいずれかです。それらは、ローター巻きを介して移動する磁場を生成し、その上に力を発揮します。固定子の鉄のコアは、ラミネーションと呼ばれる断熱材を備えた複数の薄い金属シートで構成されています。ラミネーションは、エネルギーの損失を減らします。これは、固体コアが使用される場合に発生します。
- 電気モーターアーマチュア： アーマチュアは、強磁性コアの創傷線でできています。電流がワイヤーを通過すると、ワイヤにローレンツ力を発揮する磁場が作成され、ローターが回転して機械出力を供給します。電流が供給されると磁性極を作成するために、ワイヤーのコイルが積層鉄のコアに巻き付けられます。
- 電気モーター整流子： 整流子は、シャフトが回転するとローター巻きの電流を定期的に逆転させる回転スイッチであり、ローターに交互または直接電流を供給します。アーマチュア上の複数の金属接触セクションで作られたシリンダーで構成されています。ブラシとして知られる電気接点は、電流をローターに伝達するために使用されます。これらのブラシは、整流子に押し込まれた炭素などの柔らかい導体材料で作られています。ローターが回転すると、ブラシは整流子の連続セクションごとにスライドコンタクトを作成し、ローターに電流を供給します。さらに、ローターワイヤ巻線は、整流子セクションに接続されています。
電気モーターの種類
電気モーターにはいくつかのタイプがあり、それらはすべて、導体とフィールドの配置方法と、機械的な出力、トルク、速度、位置に対して行使できるコントロールによって異なります。主要なタイプの電気モーターのいくつかについては、以下で説明します。
- DCモーター
DCモーターは、電気エネルギーを直流（DC）から機械エネルギーに変換する回転機です。 DCモーターは、直接電流照明システムによって駆動できるため、一般的に使用されていました。DCモーター速度は、可変電圧供給またはそのフィールド巻線の現在の強度を変更することにより、広範囲にわたって制御できます。
小さなDCモーターは、ツールやおもちゃなどの家電製品で使用されますが、大規模なモーターは、エレベーターとホイスト、電気自動車、ローリングミル用のドライブの推進に使用されます。
- ACモーター
ACモーターは、交互の電流で動作する電気モーターです。磁場を作成するコイル付きの外側のステーターがあります。内側のローターがシャフトに取り付けられ、2番目の回転磁場が作成されます。
ACモーターには、同期モーターと誘導モーターという2つの主要なタイプがあります。誘導モーターまたは非同期モーターは、ローターシャフトの速度とスリップと呼ばれるステータースピニング磁場との間の速度のわずかな違いにのみ依存しています。
- 12Vモーター
12V DCモーターは手頃な価格で小さく、多くのアプリケーションで使用するのに十分なほど強力です。 12V DCモーターは通常ブラシレスであり、ブラシを使用せずに電流を移動することなく動作できます。 12V DCモーターのユニークな特性は、その動作電圧です。
- ステッピングモーター
ステップモーターとも呼ばれるステッピングモーターは、電気パルスを正確な機械的運動に変換する電気機械装置です。ブラシレスDCモーターは、完全な革命をいくつかの同等のステップに分割します。一連の入力パルス四波を、シャフトの回転位置で正確に定義された増分に変換することによって特徴付けられます。
ステッピングモーターは、歯車型の鉄分である中央ローターを囲む歯付き電磁石で構成されています。マイクロコントローラーまたは外部ドライバー回路が電磁石を動かします。
- 産業用モーター
産業用電気モーターは、電気エネルギーを機械的なパワーに変換し、回転力または線形力を生成します。 DC電流にはいくつかの工業用モーターが電力を供給していますが、電力網や発電機などの交互の電流（AC）供給によって駆動されることがよくあります。
工業モーターの成分には、ローター、ステーター、コイル、エアギャップ、整流子が含まれます。知っておくべき他のタイプのモーターは、単相モーター、サーボモーター、3相モーター、2HP電気モーター、1HP電気モーター、ブラシレスモーターです。
電気モーターのアプリケーション
電気モーターは、主にファンや工作機械、ポンプ、オルタネーター、電動工具、ムーバー、コンプレッサー、タービン、ローリングミル、船舶、製紙工場などのさまざまなアプリケーションで使用されています。
電気モーターは、高電圧AC加熱、冷却および換気装置、自動車、家電製品などのさまざまな用途で重要です。
標準化されたモーターは、産業用に適切な機械的エネルギーを提供します。アプリケーションには、工作機械、電動工具、産業ファン、ブロワーとポンプ、家庭用電化製品、車両、ディスクドライバーが含まれます。
小さなモーターは一般的に電気時計で使用されますが、再生ブレーキはトラクションモーターでしばしば利用されます。電気モーターは、摩擦と熱のために失われる可能性のある発電機として逆にトラクションモーターの再生ブレーキを逆に使用します。