ACモーター種類と仕組み

ACモーターは本当に有名人だ。この印象的な電気モーターは、多くの場所で見かけることができる。ファンこの記事では、ACモーターについて簡単に説明します。この記事では、ACモーターについて簡単に説明します。ACモーターとは何か、ACモーターがどのように仕事をするのか、ACモーターのオプションの種類、そしてなぜ正しいACモーターを選ぶことが重要なのかについて説明します。この強力なツールに興味をお持ちの方、あるいは今作っているものにACモーターを選ぶ必要がある方には、最適な場所です。私は、あなたがACモータを認識するのを助けるでしょう。

ACモーターとは何か？

ACモーターって何？まあ、分解すれば割と簡単だ。ACモーターは電気機械です。この電気モーターは交流（AC）と呼ばれるもので動いています。私たちはこの交流電力を家のコンセントから得ており、一般的には特定の交流電圧で電流を流している。ACモーターは、この交流電流の電気エネルギーを運動に変換する装置である。ファンやポンプなど、回転を必要とするものを思い浮かべてほしい。これは通常、ACモーターが仕事をしているのです。このタイプの電気モーターは非常に一般的です。

私の時代には多くの種類の電気モーターがあったが、ACモーターはその用途の広さで際立っている。その名の通り、1秒間に何度も交互に、あるいは向きを変える交流電流を利用し、トルクを発生させる。このトルクによってACモーターの一部が回転する。これは、私たちの現代生活の多くに電力を供給する見事な小さな設計だ。ACモーターは本当に働き者だ。ACモーターは必要不可欠なものなのです。

ACモーターはどうやって魔法をかけるのか？

では、ACモーターは実際にどのようにして動力を回転運動に変換しているのだろうか？ちょっとしたマジックのようだが、すべて科学なのだ！キーとなるのは、回転磁界と呼ばれるものだ。交流モーターに交流電流を流すと、モーター内部に独特の磁場が発生する。この磁場は静止しているのではなく、回転しているのです。磁石を持って円を描くように回転させる。それがACモーターの内部で起こっているようなものです。このACモーターは魅力的な原理を利用している。

この回転磁界はモーターの動作にとって極めて重要である。ACモーター内部にはローターと呼ばれる別の部品があり、この回転磁界を追いかけようとします。犬が尻尾を追いかけるようなもの、あるいはコンパスの針が磁石を追いかけようとするようなものだ。ローターは回転磁界に引っ張られ、回転運動が発生する。これがモーターの基本的な動作です。これがほとんどのACモーター設計の基本的な考え方です。このモーターの動作方法は、ACモーターとしては実に巧妙です。

ACモーターの主な要素とは？

すべてのACモーターには、ショーの主役が2、3人いる。ACモーターには2つの主要部品がある。ステーターとローターだ。ステーターはモータの外側の静止している部分である。その中にワイヤーのコイルがある。このコイルに交流電流が流れると、ステーターに回転磁界が発生します。ACモーターの構成要素はかなり単純である。ステーターは、ACモーターで魔法が起こる段階だと考えることができる。

ローターはACモーターの内部で回転する部分である。ACモーターから突き出ていて、ファンの羽根を回転させるような実際の仕事をする部品であるモーターシャフトに取り付けられている。ローターはステーターの磁場の影響を受ける。ステーター上の交流電磁石がローターを引っ張る。ローターにはさまざまな種類があり、それによってACモーターのタイプも異なりますが、ステーターとローターの定義はほぼすべてのACモーターに当てはまります。

ACモーターがよく使われる理由

なぜACモーターがこれほど重要なのかと思うかもしれない。電気モーターは数多くの機器に使用されているが、ACモーターはしばしば最有力候補である。大きな理由のひとつは、ACモーターが一般的に使われているのは、他のタイプに比べて設計が単純であることが多いからだ。部品が少ないということは、故障が少ないということでもある。このため、ACモーターは信頼性が高く、長持ちすることが多い。

電気モーター、特にACモーターが広く採用されているもう一つの理由は、モーター効率の良さだ。多くのエネルギーを熱として無駄にすることなく、電気エネルギーを運動に変換する優れた働きをする。さらに、多くの用途に低コストで対応できる。ACモーターは汎用性が高く、小型の家電製品から大型の産業用機械まで、さまざまな作業に使用できる。これらの電気モーターはまた、多くの出力範囲で経済的である傾向がある。この汎用性と信頼性により、ACモーターは非常に一般的なソリューションとなっています。ACモーターは、多くの場面で賢い選択と言えるでしょう。

ACモーターの種類とは？

さて、すべてのACモーターが同じというわけではない。自動車にさまざまな種類があるのと同様に、ACモーターにもさまざまな種類がある。ACモーターをいくつかの主要なグループに分類することができます。ACモーターで最もよく目にするのは誘導モーターと同期モーターです。これらはACモータの主な種類です。通常、誘導電動機と同期電動機は重要なカテゴリーとして語られます。ACモーターのこれらのカテゴリーを理解することは、タスクに最適なACモーターを選択するのに役立ちます。

これらの大きなグループの中にも、さらに特定のタイプの電気モーターがある。例えば、ACモーターは、使用する電源のタイプによってもグループ分けできる。一部のACモーターは、家庭で一般的な単相AC電源で動作します。他のもの、特に工業環境で使用される大型のものは、多相交流の一種である三相交流電力を使用します。私たちがよく目にする電気モーターの種類には、家庭用の単相ACモーターや産業用の頑丈な三相バージョンなどのオプションがあります。ACモーターにはそれぞれ長所があり、特定の作業に適しています。ACモータの種類については、以下の重要な区別を覚えておいてください。ACモーターはかなり特殊です。

誘導モーターについて話そう：一般的なACモーター

誘導モーターについて掘り下げてみよう。これはおそらく、最も一般的なACモーターの種類の1つだろう。インダクション・モーターは、驚くほど普及しているACモーターの一種です。実際、ACモーターといえば誘導モーターを思い浮かべる人が多いでしょう。誘導モータは非同期モータと呼ばれることもあります。「非同期」とは、固定子の回転磁界とまったく同じ速度で回転しないという意味です。多少のスリップがありますが、これは実はモーターが電磁誘導の原理を利用してローターにトルクを発生させる方法なのです。誘導モーターは非常に賢いタイプのACモーターです。このタイプのACモーターは、ほとんどどこにでも見られます。

誘導モーターの魔法は、ステーターの回転磁界が、ブラシのような直接的な電気的接続なしにローターに電流を誘導することで起こる。この誘導電流がロータに独自の磁界を作り、ロータがステータの磁界に追いつこうとすることで、誘導モータが回転する。多くのAC誘導モータは、リスケージ・モータと呼ばれる設計を採用しています。このタイプの誘導モーターは、リスの檻のようなローターを持ち、この形からモーター名が付けられた！このような電気モーターがリスかご型ローターを使用するのは、シンプルで頑丈だからです。これらのモーターは、多くの場合、ローターバーに鋳造アルミニウムまたは銅を使用します。洗濯機（多くの場合、単相誘導モータまたは分割相誘導モータ）から工場のコンベア（通常、三相誘導モータ）まで、あらゆるものに誘導モータを見つけることができます。一部のACモーターは、非常に効率的にリスケージ設計を使用しています。また、巻線ローターモーターや巻線ローター誘導モーターもあり、速度とトルクをより制御できますが、一般的な誘導モーターより少し複雑です。AC誘導原理は、多くのACモーター設計の基本です。この誘導モーターは驚異的だ。

シンクロナスモーターとは？もうひとつの主要ACモータータイプ

では、もうひとつの主役である同期モーターを見てみよう。このタイプのACモーターは誘導モーターとは少し違う。最大の違いはその名前にある。つまり同期モーターは、固定子によって作られる回転磁界の速度と正確に同期した速度で回転する。誘導モーターのようなスリップはない。同期モータのモータ速度は非常に正確です。このACモーターは電流と完全に時を合わせます。

誘導モーターとは異なり、同期モーターはローターの誘導電流に頼らず、同じ方法でトルクを発生させる。その代わり、同期モータのロータには通常、独自の磁石があります。これは永久磁石（永久磁石付きモーター）であったり、別の直流電源から電力を得る電磁石であったりします。ローターは独自の強力な磁場を持つため、ステーターの回転磁場にロックされ、完全に同期して回転する。同期モーターは、時計やタイマー、特殊な産業機械など、精密な速度制御が必要な用途に最適です。また、永久磁石やロータ用の別個のDC電源なしで動作する特殊なタイプの同期モータであるリラクタンス・モータもあります。同期モータは重要なACモータです。

ACモーターとDCモーターはどう違うのか？

最大のヒントはその名前にある。ACモーターは交流で作動し、電力は前後に向きを変える。A DCモーター一方、直流モーターは直流（DC）で作動する。AC電源の利点は幅広く利用できることですが、DCモーターはDC電源を使用します。この電源の基本的な違いは、各モーターの設計や機能に影響を与えます。このACモーターは、壁のソケット/コンセントに直接接続します。

DCモーターの設計の多くは、回転部分（ローター）に電力を供給するためにブラシと呼ばれるものを使用しています。このブラシは時間の経過とともに摩耗することがある。多くのACモーター、特に誘導モーターはブラシを使用していません。そのため、ACモーターはシンプルでメンテナンスが少なくて済むことが多い。しかし、DCモーターは優れた速度制御と高い始動トルクを提供できる。現在ではブラシレスDCモーターのオプションもあり、しばしばBLDCモーターと呼ばれます。BLDCモーターは非常に効率的です。しかし、多くの一般的な用途では、シンプルで利用可能な交流電流を直接使用できるACモーターが好まれます。BLDCモーターは良い選択肢ですが、ACモーターは依然として人気があります。DCモーターにはDCモーターの良さがありますが、ACモーターは主力モーターです。また、直流電源で動く最新の工具の中には、BLDCモーターについて知ることができるかもしれない。

ACモーターは一般的にどこで使用されていますか？

では、これらのACモーターは実際にどこで活躍しているのだろうか？答えは、「ほとんどどこでも」だ！ACモーターは実に様々な用途に使われています。あなたの家では、冷蔵庫、洗濯機、食器洗い機、扇風機、エアコンなどにACモーターが使われているかもしれません。これらのモーターは一般的に単相ACモーターです。多くの家電用モーターは単相電源で作動します。ACモーターは家電製品では非常に一般的です。

工場や産業用途では、ACモーターはさらに一般的だ。ポンプ、コンベアベルト、ミキサー、コンプレッサー、その他あらゆる種類の機器に電力を供給しています。工業用地では一般に三相交流電力が利用できるため、これらの機器はより大きく、より強力な三相交流モーター機器であることが多い。モーターはその堅牢性から、ここで頻繁に使用されます。どのような特定の用途にも、そのために設計されたACモータがある可能性が高い。安定した電力を必要とする用途に最適です。長時間運転するアプリケーションに最適で、モーターを確実に使用することができる。モーターは電気自動車にも使用されるが、多くの場合、特殊なACモーター設計であるか、あるいは、電気自動車に使用されることもある。 BLDCモーターのタイプである。実際、ACモーターは新しい制御技術によってさらに進化している。汎用性が高いということは、ACモーターが広く使われているということだ。モーションを必要とする多くの用途では、ACモーターが最適です。

ACモーターはどのように作られ、何がスピードに影響するのか？

ACモーターがどのように作られているのか不思議に思ったことはないだろうか。モーターの設計には、ステーター・コイル用の銅線の慎重な巻線とローターの精密な構造が含まれます。使用される材料と製造の精度は、ACモーターのモーター性能と寿命に影響します。優れた設計と熟練した組み立て技術のミックスなのだ。ACモーターは入念な作業の賜物なのだ。

ACモーターについて非常に重要なことは、そのモーター速度である。ACモーターの回転数は何によって決まるのでしょうか？ほとんどのACモーター、特に誘導電動機や同期電動機のような一般的なACモーターの場合、速度は主に2つのものによって決まります。米国のような多くの地域では、周波数は60ヘルツ（Hz）であり、これは電流が1秒間に60回方向を変えることを意味する。他の地域では50Hzです。この周波数を変える（多くの場合、可変周波数ドライブまたはVFDと呼ばれる装置を使用する）ことは、モーターの速度を制御する一般的な方法である。そのため、ACモーターの速度は慎重に調整することができる。ACモーターがうまく機能するためには、モーターを負荷に合わせる必要があります。また、多くの AC モータの用途では、問題を防ぐためにモータを適切に始動することが極めて重要です。ACモータは、そのサイズとタイプに応じて様々な方法で始動することができます。モータシャフトは、この制御された速度で動力を供給します。ACモータの速度は、どのタイプのACモータでも重要な特徴です。