電磁直流モーターは、ステーターポール、ローター(アーマチュア)、整流子(通称整流子)、ブラシ、ハウジング、ベアリングなどで構成されています。
電磁直流モータの固定子磁極(主磁極)は鉄心と励磁巻線で構成されています。励磁方式 (旧規格では励磁と呼ばれる) の違いにより、直列励磁 DC モータ、分路励磁 DC モータ、他励 DC モータ、複合励磁 DC モータに分類されます。励磁方法が異なるため、ステータ極磁束(電力供給後にステータ極励磁コイルによって生成される)の法則も異なります。
直列励磁 DC モーターの励磁巻線と回転子巻線は、ブラシと整流子を介して直列に接続されています。励磁電流は電機子電流に比例します。固定子磁束は励磁電流の増加とともに増加します。トルクは、電機子電流の二乗にほぼ比例します。トルクまたは電流が増加すると、速度は急激に低下します。始動トルクは定格トルクの5倍以上、短期過負荷トルクは定格トルクの4倍以上に達します。速度変化率が大きく、無負荷速度が非常に速い(一般に無負荷での運転は禁止されている)。速度調整は、外部抵抗を直列励磁巻線と直列 (または並列) に接続するか、直列励磁巻線を並列に切り替えることによって実現できます。
分流励磁 DC モーターの励磁巻線は回転子巻線と並列に接続されており、その励磁電流は比較的一定です。起動トルクは電機子電流に比例し、起動電流は定格電流の約2.5倍となります。電流、トルクの増加に伴い速度は若干低下し、短期過負荷トルクは定格トルクの1.5倍となります。速度変化率は5%~15%と小さいです。速度は磁場の一定の力を弱めることで調整できます。
他励式 DC モータの励磁巻線は独立した励磁電源に接続されており、その励磁電流も比較的一定であり、起動トルクは電機子電流に比例します。速度変化も5%~15%です。速度は、磁界定電力を弱めることによって増加することができ、回転子巻線の電圧を減少させることによって減少することができます。
分路巻線に加えて、複合励磁 DC モーターの固定子極には、回転子巻線と直列の直列励磁巻線 (巻数が少ない) も装備されています。直列巻線が発生する磁束の方向は主巻線と同じです。始動トルクは定格トルクの約4倍、短期過負荷トルクは定格トルクの約3.5倍です。変速率は25%~30%(直巻関係)です。磁界の強さを弱めることで速度を調整できます。
整流子の整流子片は銀銅、カドミウム銅などの合金材料で作られ、高強度プラスチックで成形されています。ブラシは整流子と滑り接触し、回転子巻線に電機子電流を供給します。電磁 DC モーターのブラシには、通常、金属グラファイト ブラシまたは電気めっきグラファイト ブラシが使用されます。回転子鉄心は積層珪素鋼板でできており、一般にスロットが 12 個あり、12 組の電機子巻線が埋め込まれています。巻線は直列に接続され、それぞれ 12 個の整流子セグメントに接続されます。
Nov 14, 2024
電磁モーター
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