モーターの動作原理

電磁誘導とローレンツ力

モーターの動作原理は、電磁誘導とローレンツ力に基づいています。モーターの主なコンポーネントには、ステータとローターがあります。ステータはモーターの固定部分で、通常はコイルで構成され、電源を入れると磁場を生成します。ローターは回転部分で、磁場内にあります。電流がローターコイルを通過すると、ローレンツ力の原理に従って、磁場が電流に力を及ぼし、ローターを回転させます。

さまざまなタイプのモーターの動作原理

1. 直流 モーターのみ: 直流 電源で駆動され、ステータは通常永久磁石または電磁石で構成され、ローターはコイルで構成されています。直流 電流がローター コイルを通過すると、コイルは磁場の力によって作用され、回転が発生します。直流 モーターの利点は、速度調整性能が良好で、始動トルクが大きいことです。これは、正確な速度制御が必要な場合に適しています。

2. ACモーター：AC電源で駆動され、ステータとローターの両方がAC電力を介して磁場を生成します。3相AC電流がステータコイルを通過すると、回転磁場が生成され、ローターが回転します。ACモーターの利点は、構造が簡単でメンテナンスコストが低いため、産業分野に適しています。

3. ステッピングモーター：パルスの数と周波数を制御することで、モーターの回転角度と速度を制御します。電気パルスが入力されるたびに、モーターは1角度回転し、1ステップ前進します。

4. 永久磁石モーター：永久磁石を使用して磁場を発生させ、磁場内の電流の動きによってトルクが生成されます。

エネルギー変換プロセス

モーターの動作プロセスは、実際にはエネルギー変換のプロセスです。電気エネルギーがモーターに入力されると、固定子巻線の電流が磁場を生成します。このプロセスは、電気エネルギーを磁気エネルギーに変換するプロセスです。次に、ローターが磁場の相互作用を通じて回転し、磁気エネルギーが機械エネルギーに変換され、負荷を駆動して動作します。同時に、モーターの動作中に、銅損、鉄損、機械損などのエネルギー損失が必然的に発生し、モーターの効率が低下します。