DCモーターは、DC電気エネルギーを機械エネルギーに変換するモーターです。 速度調整性能が優れているため、電気駆動に広く使用されています。 DCモーターは、励磁モードに応じて、永久磁石、個別励磁、自己励磁のXNUMX種類に分類されます。 その中で、自己励起は、並列励起、直列励起、複合励起のXNUMXつのタイプに分けられます。
DC電源がブラシを介して電機子巻線に電力を供給する場合、電機子表面のN極下部導体は同じ方向に電流を流すことができます。 左側の法則によれば、導体は反時計回りのトルクを受けます。 電機子表面のS極下部導体も同じ方向に流れ、左側の法則に従って、導体にも反時計回りのモーメントがかかります。 このようにして、電機子巻線全体、つまり回転子が反時計回りに回転し、入力されたDC電気エネルギーが回転子シャフトで機械エネルギー出力に変換されます。 固定子と回転子で構成されています。 固定子：ベース、主磁極、整流極、ブラシ装置など。 回転子（電機子）：電機子コア、電機子巻線、整流子、シャフト、ファンなど。
基本構造
固定子と回転子のXNUMXつの部分に分かれています。 注：整流子と整流子を混同しないでください。
固定子には、主磁極、フレーム、整流極、ブラシ装置などが含まれます。
回転子には、電機子コア、電機子巻線、整流子、シャフト、ファンなどが含まれます。
ローター構成
DCモーターの回転子部分は、電機子コア、電機子、整流子、およびその他のデバイスで構成されています。 構造内のコンポーネントについて、以下で詳しく説明します。
1.電機子コア部分：その機能は、モーターが動作しているときの電機子コアの渦電流損失とヒステリシス損失を減らすために、放電電機子巻線を埋め込み、磁束を逆にすることです。
2.電機子部：電磁トルクと誘導起電力を発生させ、エネルギー変換を行う機能です。 電機子巻線には、多くのコイルまたはガラス繊維でコーティングされた平鋼銅線または強度エナメル線があります。
3.整流子は整流子とも呼ばれます。 DCモーターでは、ブラシのDC電源の電流を電機子巻線の通信電流に変換する機能があり、電磁トルクの傾向が安定します。 発電機では、電機子巻線の起電力をブラシ端のDC起電力出力に変換します。
整流子は多数の部品で構成されたシリンダー間でマイカで絶縁されており、電機子巻線の各コイルの両端は別々にXNUMXつの整流子に接続されています。 DC発電機の整流子の機能は、電機子巻線の交流電気熱をブラシ間のDC起電力に変換することです。 負荷に電流が流れ、DC発電機が負荷に電力を出力します。 同時に、電機子コイルにも電流が流れている必要があります。 磁場と相互作用して電磁トルクを発生させ、その傾向は発電機とは逆です。 元のアイデアは、アーマチュアを変更するためにこの磁場トルクを抑制する必要があるだけです。 したがって、発電機が負荷に電力を出力すると、元のアイデアから機械的な電力が出力され、DC発電機の機能が完了して機械的エネルギーが電気エネルギーに変換されます。
Classification
励磁方式
DCモーターの励起方法は、励起巻線に電力を供給し、励起の起磁力を生成して主磁場を確立する方法の問題を指します。 さまざまな励起方法に応じて、DCモーターは次のタイプに分類できます。
1.個別に励起されたDCモーター
界磁巻線と電機子巻線の間に接続はなく、他のDC電源から界磁巻線に電力を供給されるDCモーターは、個別励起DCモーターと呼ばれます。 永久磁石DCモーターは、個別に励起されたDCモーターと見なすこともできます。
2.シャント励起DCモーター
シャント励起DCモーターの励起巻線は、アーマチュア巻線と並列に接続されています。 シャント励起発電機として、モーター自体からの端子電圧が界磁巻線に電力を供給します。 シャント励起モーターとして、界磁巻線とアーマチュアは同じ電源を共有します。これは、性能の点で個別に励起されたDCモーターと同じです。
3.シリーズ励起DCモーター
直列励起DCモーターの界磁巻線を電機子巻線と直列に接続した後、DC電源に接続します。 このDCモーターの励起電流は電機子電流です。
4.複合励起DCモーター
複合励起DCモーターには、シャント励起と直列励起のXNUMXつの励起巻線があります。 直列巻線によって生成される磁力がシャント巻線によって生成される磁力と同じ方向である場合、それは積複合励起と呼ばれます。 XNUMXつの起磁力の方向が反対の場合、それは微分複合励起と呼ばれます。
励起方法が異なるDCモーターは、特性が異なります。 一般に、DCモーターの主な励起モードは、シャント励起、直列励起、および複合励起であり、DCジェネレーターの主な励起モードは、個別の励起、シャント励起、および複合励起です。
特徴
（1）良好な速度調整性能。 いわゆる「速度調整性能」とは、特定の負荷条件下で、必要に応じて、モーターの速度を人為的に変更するモーターを指します。 DCモーターは、高負荷条件下で均一でスムーズな無段階速度調整を実現でき、速度調整範囲が広い。
（2）始動トルクが大きい。 速度調整は均一かつ経済的に実現できます。 したがって、大型の可逆圧延機、ホイスト、電気機関車、路面電車など、高負荷で始動する、または均一な速度調整が必要なすべての機械は、DCを使用します。
モータードラッグ。
ブラシ分類はありません
1.ブラシレスDCモーター：ブラシレスDCモーターは、通常のDCモーターの固定子と回転子の交換です。 その回転子は、エアギャップ磁束を生成するための永久磁石です。固定子は電機子であり、多相巻線で構成されています。 構造的には、永久磁石同期モーターに似ています。
ブラシレスDCモーターの固定子の構造は、通常の同期モーターや誘導モーターと同じです。 鉄心に多相巻線（三相、四相、五相など）を埋め込みます。 巻線はスターまたはデルタで接続でき、合理的な転流のためにインバーターの各電源管に接続できます。 ローターは、磁極内の磁性体の位置が異なるため、主にサマリウムコバルトやネオジム鉄ホウ素などの保磁力と残留磁気の高い希土類材料を使用しています。 表面型磁極、埋め込み磁極、リング磁極に分けられます。 モーター本体は永久磁石モーターであるため、ブラシレスDCモーターを永久磁石ブラシレスDCモーターとも呼ぶのが通例です。
2.ブラシ付きDCモーター：ブラシ付きモーターのXNUMXつのブラシ（銅ブラシまたはカーボンブラシ）は、絶縁シートを介してモーターの背面カバーに固定され、電源の正極と負極がインバーターに直接導入されます。ローターの、そして位相が変更されます。 この装置はローターのコイルを接続し、XNUMXつのコイルの交互の極性が絶えず交互に変化して、ハウジングに固定されたXNUMXつの磁石が回転する力を形成します。 インバーターとローターが固定され、ブラシがハウジング（ステーター）と固定されているため、モーターが回転してもブラシとインバーターが擦れ続け、大きな抵抗と熱が発生します。 したがって、ブラシ付きモーターの効率は低く、損失は非常に大きくなります。 しかし、製造が簡単で低コストであるという利点もあります。
DCモーターの回転方向を変更します
DCモーターの回転方向を変更する方法はXNUMXつあります。
XNUMXつは電機子逆接続方式です。つまり、界磁巻線の端子電圧の極性を変更せずに、電機子巻線の端子電圧の極性を変更することでモーターを逆にします。
XNUMXつ目は、界磁巻線の逆接続、つまり電機子巻線端電圧の極性を変更せずに維持することです。モーターは、界磁巻線端電圧の極性を変更することで調整できます。 XNUMXつの電圧極性が同時に変化しても、モーターの回転方向は変化しません。
別々に励起されたDCモーターとシャント励起されたDCモーターは、一般に、順回転と逆回転を実現するために電機子逆接続方式を採用しています。 別々に励起されたDCモーターとシャント励起されたDCモーターは、界磁巻線の巻数が多くインダクタンスが大きいため、界磁巻線の逆接続方式を使用して正転と逆回転を実現するのには適していません。 界磁巻線を逆にすると、界磁巻線に大きな誘導起電力が発生します。 これにより、ブレードと界磁巻線の間の絶縁が損傷します。
直列励起DCモーターが順回転と逆回転を実現するために界磁巻線逆接続方式を採用する必要がある理由は、直列励起DCモーターの電機子の両端の電圧が比較的高く、両方の電圧が高いためです。界磁巻線の端が非常に低いため、逆接続が簡単です。 法。
中国のDCモーターメーカー。 DCモーターは、永久磁石または電磁石、ブラシ、整流子、およびその他のコンポーネントを使用します。 ブラシと整流子は、ローターのコイルに外部DC電力を継続的に供給し、時間内に電流の方向を変更して、ローターが同じ方向に回転し続けることを可能にします。
モーターと発電機の原理は基本的に同じで、エネルギー変換の方向が異なります。 発電機は、機械的エネルギーと運動エネルギーを負荷（水力、風力など）を介して電気エネルギーに変換します。 負荷がない場合、発電機には電流が流れません。 電気モーター、パワーエレクトロニクス、およびマイクロコントローラーの協力により、モーター制御と呼ばれる新しい分野が形成されました。 モーターを使用する前に、電源がDCかACかを知る必要があります。 ACの場合は、三相か単相かを知る必要があります。 間違った電源を接続すると、不必要な損失と危険が発生します。 モーターを回転させた後、負荷が接続されていない場合や負荷が軽くてモーター速度が速い場合は、誘導起電力が強くなります。 このとき、モーター両端の電圧は、電源から供給される電圧から誘導電圧を引いたものであるため、電流は弱くなります。 モーターの負荷が大きく、回転速度が遅い場合、相対的な誘導起電力は小さくなります。 したがって、電源は、必要なより大きな電力に対応して、より大きな電流（電力）を出力/動作に供給する必要があります。
ブラシレスDCモーターの製造プロセスには、速度制御性能に関する特定の要件があります。 要約すると、ブラシレスDCモーターメーカーの編集者は、速度制御システムの速度制御要件について、次のXNUMXつの側面を紹介します。
1.速度調整、高速と低速の特定の範囲内で、速度はサブギア（段階的）またはスムーズ（無限）で調整できます。
2.安定した速度、一定の精度で必要な速度で安定した動作、さまざまな干渉下での過度の速度変動がなく、製品の品質を保証します。
3.加速/減速、頻繁な発進と制動を伴う機器は生産性を向上させるためにできるだけ速く加速と減速を必要とし、急激な速度変化に適さない機械は可能な限りスムーズな発進と制動を必要とします。
さらに、最初のXNUMXつの要件では、XNUMXつの速度制御インジケータが「速度制御範囲」と「静的差率」として定義されています。
機械的要件は、ブラシレスDCモーターが高速と低速の比率のAC速度範囲を提供することです。 モーターは定格負荷で高速と低速を持っています。 負荷が非常に軽い機械の場合、負荷時に高速と低速を実現できます。
静的差率：システムが特定の速度で動作している場合、ブラシレスDCモーター負荷が理想的な無負荷から定格値まで増加したときの対応する速度の比率と理想的な無負荷速度は静的差率と呼ばれます。
静的差分率は、負荷が変化したときの速度制御システムの速度安定性を測定するために使用されます。 それは機械的特性の硬度に関係しています。 特性が硬いほど、静的差率が小さくなり、速度の安定性が高くなります。
