電気モーターは、電磁作用によって電気エネルギーを機械エネルギーに変換する装置です。

電気エネルギーの形式により、モーターは AC モーターと DC モーターの 2 つのカテゴリに分類できます。

このうち交流モータは、単相交流モータと三相交流モータに分けられます。回転速度の違いに応じて、分類原理に従って、モーターは同期モーターと非同期モーターに分けることもできます。

同期モータは、異なる磁界に応じて永久磁石同期モータ、ヒステリシス同期モータ、リラクタンス同期モータに分類できます。

一方、非同期モーターは、誘導形式だけでなく、AC 整流子形式でも入手できます。

誘導形式は、三相非同期モーターと陰極非同期モーターに分類できます。さらに、保護の種類に応じて、モーターは密閉型、開放型、防水型、水中型、防水型、防爆型モーターに分類することもできます。

電動モーターは、伝達および制御システムの重要な部分であり、電磁誘導の法則に従って電気エネルギーの変換または伝達を実現する電磁装置であり、主な役割は、電気の動力源として、駆動トルクを生成することです。電気エネルギーを機械エネルギーに変換します。

現代の科学技術の発展に伴い、実用化されるモーターの焦点は、従来の単純な伝達から複雑な制御、特にモーターの速度、位置、トルクの正確な制御に移り始めています。

ただし、モーターは用途に応じて設計や駆動方法が異なります。回転モーターの用途に応じて以下の基本的な分類を行い、モーターの中で最も代表的で一般的で基本的なモーターである制御モーター、動力モーター、信号モーターを中心に紹介します。

制御モーター

Control motors are mainly used for precise speed and position control, and as "actuators" in control systems. They can be divided into servo motors, stepper motors, torque motors, switched reluctance motors, brushless DC motors and other categories.

サーボモーター

初期のサーボモータは一般的なDCモータであり、制御精度が高くない場合にのみ一般的なDCモータがサーボモータとして使用されていました。現在の DC サーボモータは構造的には小電力 DC モータであり、その励磁には電機子制御と磁界制御が多く採用されていますが、通常は電機子制御が採用されています。

サーボモータは各種制御システム、主に各種モーションコントロールシステム、特にフォローミーシステムに広く使用されています。入力電圧信号をモーターシャフトの機械出力に変換し、制御対象をドラッグして制御目的を達成します。一般に、サーボモータは、加算電圧信号によってモータの速度を制御する必要があり、加算電圧信号の変化に応じて速度は連続的に変化し、コントローラから出力される電流によってトルクを制御でき、モータは反射が速く、サイズが小さく、制御力が小さい必要があります。

ステッピングモーター

いわゆるステッピング モーターは、電気パルスを角変位に変換するアクチュエーターです。つまり、ステッピングドライバーはパルス信号を受信すると、ステッピングモーターを駆動して設定方向に一定角度回転します。

パルス数を制御することでモーターの角変位を制御し、正確な位置決めという目的を達成します。

同時に、パルス周波数を制御することでモーターの回転速度と加速度を制御し、速度調整の目的を達成することもできます。現在、より一般的に使用されているステッピング モーターには、リアクティブ ステッピング モーター (VR)、永久磁石ステッピング モーター (PM)、ハイブリッド ステッピング モーター (HB)、および単相ステッピング モーターが含まれます。

ステッピングモーターと通常のモーターの違いは主にパルス駆動形式にあり、ステッピングモーターは最新のデジタル制御技術と組み合わせることができ、構造が簡単で信頼性が高く、低コストであるという特徴があります。

しかし、ステッピング モーターは、制御精度、速度変更範囲、低速性能において DC サーボ モーターの従来の閉ループ制御よりも劣るため、ステッピング モーターは生産現場で広く使用されており、その他の精度要件はさまざまな分野で特に高くありません。 、特に CNC 工作機械製造の分野で。

また、ステッピングモーターはA/D変換が不要で、デジタルパルス信号を直接角変位に変換できるため、CNC工作機械のアクチュエーターとして最も理想的と考えられています。

ステッピング モーターは、CNC 工作機械での用途に加えて、自動フィーダーのモーター、汎用フロッピー ディスク ドライブのモーター、プリンターやプロッターなどの他の機械でも使用できます。

さらに、ステッピングモーターにも多くの欠陥があります。ステッピング モーターの無負荷始動周波数のため、ステッピング モーターは低速では正常に動作しますが、一定の速度を超えると始動できなくなり、鋭い口笛を伴います。サブディビジョン駆動の精度はメーカーによって大きく異なる場合があり、サブディビジョンの精度が高くなるほど制御が難しくなります。また、ステッピングモーターの低速回転は振動や騒音が大きくなります。

トルクモーター

いわゆるトルクモータは扁平型多極永久磁石DCモータです。

アーマチュアのスロット数、整流板、直列導体の数を増やし、トルク脈動と速度脈動を低減します。トルクモータには、DCトルクモータとACトルクモータの2種類があります。

中でもDCトルクモーターは自己誘導リアクタンスが小さいため応答性が良好です。その出力トルクは、ローターの速度や位置とは無関係に、入力電流に比例します。ブロックに近い状態で減速機を使用せずに負荷に直結した低速で運転できるため、負荷の軸に高いトルク対慣性比を発生させることができ、減速機の使用による系統誤差を排除できます。

AC トルク モータは同期と非同期に分類できますが、現在一般的に使用されているのは、低速かつ大トルクの特性を持つかご型非同期トルク モータです。一般に、繊維産業では AC トルク モーターがよく使用されます。動作原理や構造は単相非同期モータと同じですが、かご型回転子の抵抗が大きいため機械的特性が柔らかくなります。

スイッチングリラクタンスモーター

スイッチトリラクタンスモーターは、新しいタイプの速度制御モーターで、非常にシンプルで堅牢な構造、低コスト、優れた速度制御性能、従来の制御モーターの強力な競争相手であり、強力な市場潜在力を持っています。

しかし、トルク脈動や作動音、振動などの問題もあり、実際の市場用途に合わせた最適化や改善には時間を要します。

ブラシレスDCモーター

Brushless DC motor (BLDCM) is developed on the basis of brushed DC motor, but its drive current is uncompromisingly AC. Brushless DC motors can be further divided into brushless rate motors and brushless torque motors. Generally, brushless motors have two types of drive currents, one is a trapezoidal wave (usually a "square wave") and the other is a sine wave. Sometimes the former is called a brushless DC motor and the latter is called an AC servo motor, which is also a kind of AC servo motor to be exact.

Brushless DC motors usually have a "slender" structure in order to reduce rotational inertia. Brushless DC motors are much smaller in weight and volume than brushed DC motors, and the corresponding rotational inertia can be reduced by about 40%-50%. Due to the processing problems of permanent magnet materials, the capacity of brushless DC motors is generally below 100kW.

このモータの機械的特性と調整特性は、直線性が良く、回転速度範囲が広く、長寿命、メンテナンスが容易、低騒音であり、ブラシに起因する一連のトラブルがないため、制御システムへの応用の可能性が非常に高いモータです。

Brushless DC motors are usually of "slender" construction to reduce the inertia.

ブラシレス DC モーターは、ブラシ付き DC モーターよりも重量と体積がはるかに小さく、対応する回転慣性を約 40% ～ 50% 削減できます。永久磁石材料の加工上の問題により、ブラシレス DC モーターの容量は一般に 100kW 未満です。

このモータの機械的特性と調整特性は、直線性が良く、回転速度範囲が広く、長寿命、メンテナンスが容易、低騒音であり、ブラシに起因する一連のトラブルがないため、制御システムへの応用の可能性が非常に高いモータです。

パワーモーター

動力モーターはDCモーターとACモーターに分けられ、ACモーターは主に同期モーターと非同期モーターに分けられます。

DCモーター

DCモーターは19世紀末頃に登場した最も初期のモーターで、整流子の有無に大別されます。

DC モーターは制御特性に優れていますが、構造、価格、メンテナンス性では AC モーターには及びません。

しかし、ACモーターの速度制御の問題はまだ十分に解決されておらず、DCモーターには優れた速度制御性能、始動が容易、負荷始動が可能であるという利点があるため、

そのため、特にシリコン制御の DC 電源の出現後、DC モーターの用途は依然として非常に広範囲に広がっています。

応用状況: 生活の中で、扇風機、かみそり、ホテルの自動ドア、自動ドアロック、自動カーテンなど、電気製品の用途は数え切れないほどあり、すべて DC モーターが使用されています。

DC モーターは、鉄道機関車用の DC 牽引モーター、地下鉄機関車用の DC 牽引モーター、機関車用の DC 補助モーター、鉱山機関車用の DC 牽引モーター、船舶用の DC モーターなど、機関車牽引にも広く使用されています。

また、航空機、戦車、レーダー、その他の武器や装備にも広く使用されています。写真はZ4シリーズDCモーターです。

ACモーター

同期モーター

いわゆる同期モーターは、交流で駆動される電気モーターで、ローターとステーターの回転磁界が同期して動作します。

The stator of synchronous motor is exactly the same as that of asynchronous motor, but there are two types of rotor: "convex pole" and "hidden pole".

コンベックスロータ同期モータはシンプルで製造が容易ですが、機械的強度が低く、低速運転に適しています。

隠し極同期モータは製造工程が複雑ですが、機械的強度が高く、高速動作に適しています。

The working characteristic of synchronous motor is the same as all motors, which is "reversible", that is, it can run in generator mode and motor mode.

適用状況: 同期モータは主にブロワー、ポンプ、ボールミル、コンプレッサー、製鋼圧延機、小型および小型の機器や装置などの大型機械、または制御要素として使用されており、その本体は三相同期モータです。 。

さらに、誘導性または容量性の無効電力を系統に供給するレギュレータとしても使用できます。

非同期モーター

非同期モータは、エアギャップ回転磁界とロータ巻線誘導電流の相互作用に基づいて電磁トルクを生成し、エネルギー変換を実現する一種のACモータです。

非同期モーターは一般的に幅広い仕様の製品シリーズであり、モーターの中で最も広く使用され、最も需要が高いものです。

現在、動力伝達装置の約9割に交流非同期電動機が使用されており、その電力消費量が全電力負荷の半分以上を占めています。

ビデオをチェックしてください 非同期モーターのメーカー

非同期モーターは、構造が単純で、製造、使用、メンテナンスが容易で、動作が信頼性が高く、質量が小さく、コストが低いという利点があります。

さらに、非同期モーターは高い動作効率と良好な動作特性を備えており、無負荷から定速動作に近い全負荷範囲まで、ほとんどの産業用および農業用生産機械のトランスミッション要件を満たすことができます。

非同期モーターは、工作機械、ポンプ、送風機、コンプレッサー、昇降装置、巻取装置、鉱山機械、軽工業機械、農業および副業加工機械、ほとんどの工業用および農業用生産機械、さらには家庭用電化製品や医療機器の駆動に広く使用されています。

適用状況: より一般的な非同期モーターは単相非同期モーターと三相非同期モーターであり、このうち三相非同期モーターは非同期モーターの本体であり、三相非同期モーターはさまざまな駆動に使用できます。コンプレッサー、ポンプ、破砕機、切削工作機械、輸送機械などの汎用機械の原動機として、鉱業、機械、冶金、石油、化学工業、発電所などの産業・鉱山企業で使用されるモーター鉱業、機械、冶金、石油、化学工業、発電所、その他の工業および鉱業企業で使用されます。

単相非同期モーターは、一般的に三相電源が不便な場所で使用され、主に小型で小容量のモーターであり、扇風機、冷蔵庫、エアコン、掃除機などの家電製品で多く使用されます。

信号モーター

位置信号モーター

現在、最も代表的な位置信号モータは、レゾルバ、インダクションシンクロナイザ、角度自動調整機です。

(1) ロータリートランス

ロータリートランスは、同期分解器としても知られる電磁センサーです。回転体の角変位や角速度を測定するための小型の角度測定用交流モータで、ステータとロータから構成されます。固定子巻線は励磁電圧を受け取るための変圧器の一次側として使用され、励磁周波数は通常 400、3000、5000 Hz などです。回転子巻線は励磁電圧を受け取るために変圧器の二次側として使用されます。 。ロータ巻線はトランスの二次側として使用され、電磁結合により誘導電圧を取得します。

適用状況: レゾルバは、精密な角度、位置、速度検出装置であり、ロータリーエンコーダを使用するすべてのロータリートランスレゾルバの状況、特に高温、低温、湿度、高速、高振動、およびロータリーエンコーダが検出できないその他の状況に適しています。正しく機能します。ロータリートランスの上記の特性により、光電エンコーダを完全に置き換えることができ、サーボ制御システム、ロボットシステム、機械工具、自動車、電力、冶金、繊維の分野の角度および位置検出システムに広く使用されています、印刷、航空宇宙、船舶、武器、エレクトロニクス、冶金、鉱業、油田、水利、化学工業、軽工業、建設など。座標変換、三角関数演算、角度データの送信にも使用でき、2 つとして使用できます。 -位相 角度デジタル変換装置の移相器。

インダクションシンクロナイザー

誘導同期装置は、2 つの平面巻線の相互インダクタンスが位置によって変化するという原理を利用して構成されており、直線または角度変位の測定に使用できます。このうち、直線変位の測定をリニア誘導シンクロナイザー（または長誘導シンクロナイザー）、角度変位の測定をサイド誘導シンクロナイザー（または回転誘導シンクロナイザー）といいます。シンクロナイザーは、測定集合体の高精度と分解能、強力な抗干渉能力、環境による影響が少ない、長い耐用年数、簡単なメンテナンスという利点があり、さまざまな測定長に接続でき、ユニットの精度を維持でき、良好な加工性、低コスト、コピーやバッチ生産が簡単です。したがって、シンクロナイザは、表示装置や制御装置を提供するデジタル変位として大型工作機械や中型機械で広く使用されています。

適用状況: 誘導シンクロナイザーは、直線変位、角度変位、および回転速度、振動などのそれらに関連する物理量の測定に広く使用されています。リニア誘導シンクロナイザーは、大型精密工作機械、座標フライス盤、その他の CNC 機械でよく使用されます。ツールの位置決め制御とデジタル表示。円形誘導シンクロナイザーは、アンテナに到達する必要がある固定追跡、ガイドの綿密な誘導、精密工作機械や測定器、機器のインデックス装置などによく使用されます。

自動角度調整マシン

自動調心角度機械は、角度を交流電圧に、または交流電圧から誘導マイクロモーターの角度に自動調心特性を利用し、サーボシステムで角度を測定する変位センサーとして使用されます。自動調心機は、長距離にわたる角度信号の送信、変換、受信、表示にも使用できます。 2 つ以上のモータを回路で結合し、互いに接続されていない 2 つ以上の回転軸が機械的に自動的に同じ角度変化を維持したり、同期して回転したりするモータの特性を自己積分ステップ特性と呼びます。サーボシステムにおいて、発信側で使用するセルフチューニング機を送信機、受信側で使用するセルフチューニング機を受信機と呼びます。

適用状況: 自動調心アングルマシンは、冶金、ナビゲーション、その他の位置および方向の同期表示システム、砲兵、レーダー、およびその他のサーボシステムで広く使用されています。

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