最近 直流のブラッシレスモーターが
自動車等に搭載されているようですが
 直流モーターでブラッシレスの基本原理が
知りたいので 宜しくお願いします。

A 回答 (2件)

ブラシの有る直流モーターの原理は、ご存知のこととして説明します。


ブラシレスモーターの基本原理は、直流モーターの整流機構をセンサーとパワー素子を使用することにより電子的に置き換えた物で、その特性は、本質的には、変わりません。
一例を説明します。
直流ブラシレスモーターは、ローターを永久磁石にし、コイル側を固定子にします。
磁気センサーとしてホール素子を磁極検出に使用するとシンプルに構成できます。
ホール素子は、ローターの磁極による磁束を受けて電圧を発生しトランジスタをONさせます。磁束を受けない位置にローターが回転していくとトランジスタがOFFします。
これにより固定子コイルの電流を切り替え回転磁界を作ります。
したがってブラシモーターにおけるブラシのように、適切な相対的な回転角の位置にホール素子を配置することで、ブラシモータのように無接点で整流することが出来て、回転力を継続できます。

この回答への補足

ikkyu3 さん
早速の回答有難うございました。
 そうですかローターの磁束の変化を電圧に変換してとの事 良く分りました、質問内容から外れますが ブラシ式とブラシレスとの各々の長所 短所等教えて戴けますか?
 又モーターが停止状態から始動する際は補助回路等必要なのですか?
 いろいろ欲張った質問で御免なさい

補足日時:2001/10/07 23:13
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補足をいただきましたので、追加です。



直流モーターは、電圧対回転数の直線性、トルク対入力電流の直線性、大きな起動トルク、加速性などが優れています。
各種モーターの中でも最も制御用に適しています。

欠点は、ブラシ、コミュテーターで構成された整流機構で、機械的接触による磨耗、摺動音、火花、融着、電気ノイズなどがあり、各種モーターのなかでも最悪でしょう。

ブラシレスモーターは、この欠点の原因である機械的接触部を除くことになりますから、欠点は、全て無くなります。
機械損失もなくなりますから、さらに高性能・高効率と言うことになります。
最大の特長は、メンテナンス・フリーでしょう。
とはいえ、誘導性負荷のON・OFFや回転磁界によるスパイクや高周波電圧は、わずかに発生します。

磁極と磁極の中間には、デッドポイント(起動できないポイント)がありますが、ホール素子を複数使用するか磁極構造などで、対策しています。
よって自己起動可能です。
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この回答へのお礼

お礼が遅くなりまして申し訳有りませんでした。
いろいろとご親切に有難うございました。

お礼日時:2001/10/20 00:38

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Qコアレスコイルなのに 過負荷でコギングが発生する

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三相か単相か?
​http://tatyu.tea-nifty.com/gen/2006/12/post_06d4.html​
エアギャップ発電機は無負荷の空転時はまったくの”コギングレス”ですが負荷が上がるにつれ 
コギングが発生してきます 単相ステータはそれが顕著で夜中の強風で何度か目が覚めたほどです。

三相か単相か?(2)
​http://tatyu.tea-nifty.com/gen/2006/12/post_de28.html​
=========================================


上記のものは、コアレスコイルの、エアギャップ方式風車です。

コイル(固定子。は真ん中の板に固定しているため導体の固定ができている) 
磁石(回転子。コイルの前後に、2枚の円形板に固定)  
ともに平板状で、コイルを 磁石で 前後からはさむ形で回転します。

コアレスでも、ギャップでの磁束密度を上げるために、前後からネオジム磁石をはさみ
磁石同士は距離が両極1cm以内で、ほぼ磁気回路に近いものを構成しています。



上記のサイトを見ていると、コアレスでも実際は負荷を掛けるとコギングがかなり発生するとあります。

素人の私には全然理解できないのですが、
無負荷の空転時はまったくの”コギングなし”
加負荷の回転時はかなりの”コギングあり”
とはどういうことなのでしょうか?

なぜコアレスなのにコギングが大きいのでしょうか?

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三相か単相か?
​http://tatyu.tea-nifty.com/gen/2006/12/post_06d4.html​
エアギャップ発電機は無負荷の空転時はまったくの”コギングレス”ですが負荷が上がるにつれ 
コギングが発生してきます 単相ステータはそれが顕著で夜中の強風で何度か目が覚めたほどです。

三相か単相か?(2)
​http://tatyu.tea-nifty.com/gen/2006/12/post_de28.html​
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上記のものは、コアレスコイルの、エアギャップ方式風車...続きを読む

Aベストアンサー

発電機に負荷をかけたて電機子巻き線に電流が流れると、コアレスでもトルク脈動(これもコギングに含まれるのでしょうか?ちょっとわかりません)は生じます。

理由は、回転子の回転につれて、電機子の電流が流れている巻き線と界磁の相対位置が変化する(電機子の発生する磁界と、界磁の発生する磁界の位置関係が変わる)ため。
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Q直流モーターと交流モーター

直流電源を交流モーターに印加するとモーターは動きませんが、交流電源を直流モーターに印加すると動くときがあります。それはなぜでしょうか?

Aベストアンサー

交流でも回る直流モーターは界磁も電磁石になっているブラシモーターです。
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Q★★★電磁誘導ステーターコイルの反発で  ローター磁石にコギングあるか?

電磁誘導でコイルに磁石を近づけた場合
回転数が上がって電圧が高くなってくると


(1)コイルからの反発力は大きくなって磁石板の回転にコギングが発生して
高回転に支障が発生するのでしょうか?
コイルは三相交流とします。

高回転とは 2000rpm以上とします。


=========================================================
対象発電機はこちら:

おもな参照ページ:風力発電でシビレタ...3点●
http://bokuwachibi1.blog50.fc2.com/blog-entry-9.html


固定子の扇型コイル9個を 
片面12個(両面24個)の回転子ネオジウム磁石 直径2cm厚さ5mm
が サンドイッチしている発電機です。

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ローター磁石 距離 7.4 mmなので
コイルと磁石は距離が片側 0.35mm


部品:画像
http://blog50.fc2.com/b/bokuwachibi1/file/20061111232445.jpg

ページは
http://bokuwachibi1.blog50.fc2.com/blog-entry-37.html



組上げ図:
http://blog50.fc2.com/b/bokuwachibi1/file/20061111235706.jpg



負荷抵抗10Ω、1000rpmで18v(32.4w)という性能だそうです。
ここでは、0.2mm450ターンだそうです。
=========================================================

電磁誘導でコイルに磁石を近づけた場合
回転数が上がって電圧が高くなってくると


(1)コイルからの反発力は大きくなって磁石板の回転にコギングが発生して
高回転に支障が発生するのでしょうか?
コイルは三相交流とします。

高回転とは 2000rpm以上とします。


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凸極性
(突極性のほうが正しかったかな?)コイルの中心に鉄心を入れると、鉄心の表面は凸凹になりますよね。この凸凹があると突極性があると言います。(電機子鉄心の表面が円筒状だったりすると、突極性がない(円筒機)と呼びます。)。突極性があると、凸の部分が界磁時局に引っ張られるので、コギングを引き起こします。(円筒機なら、どの角度になっても引っ張られる力は変わらないのでコギングはおきない)

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紹介URLの写真を見ると、コイルが9個、磁石が12個あるようです。この発電機を三相で使うとすると、磁石はNNSSNNSSという具合に、二個が同じ無機に向いているのかなと思います。(極対数3)。この場合、コイルは、磁石二個分(極の大きさ相当)の大きさに巻くことがあります。(3倍じゃなくて、1.5倍ですね。失礼)

Q直流直巻モーターと分路モーターの違い

直流直巻モーターと分路モーターとの違いは何でしょうか?

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直巻と分巻の違いでしょうか?
直巻は界磁巻線に電機子電流が流れる(界磁と電機子が直列接続)のに対し、
分巻きは界磁電流と電機子電流が独立しています。

Qタミヤのモーター

タミヤのミニ四区モーターで、レブチューンモーター・トルクチューンモーター・アトミックチューンモーター・タッチダッシュモーター・ハイパーダッシュ2モーターのそれぞれどのような違いがあるのですか

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はじめまして^^
レブチューンモーターは高回転なスピード重視モーターです。トルクチューンモーターはトルク重視の加速重視のモーターです。アトミックチューンモーターは回転とトルクのバランスが取れたモーターです。タッチダッシュモーターは、その名のとおり、少し車を押してやると走り出す変わったモーターです。ハイパーダッシュモーターは、アトミックチューンモーターのトルクをそのままに回転数を更にアップさせたモーターです。
↓にデーターをのせておきますね。

参考URL:http://www.geocities.jp/fact1073/data-pages/data-moter01.html

Q分巻直流モーター制御について

分巻直流モーター制御についてですが、

モーターのアーマチュアに直列に可変抵抗と並列に可変抵抗をつけ、直列に繋がった抵抗を可変したとしてもモーター側にかかる電圧は変わるけど電流は同じになりますよね?また、並列に接続された抵抗を可変した場合モーターにかかる電圧は同じで電流の方だけが変わると思うのですが、そこで、モーターの回転速度とトルクを別々にコントロールできないでしょうか?

アーマチュアに流す、電圧は同じで電流だけ下げるとどうなりますか?
また、アーマチュアに流す電流は同じで電流だけ上げるとどうなりますか?
また、フィールドコイルの方に流す電圧のみを変えた場合どのような動きになるのでしょうか?

実際に分巻きタイプの直流モーターが無い為、実験できないのでわかる方教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

補足質問に回答します。
この掲示板のルールに抵触しますので、残念ですが回答は今回までとさせていただきます。
他に疑問があれば、別途新たに質問を立ててください。

>では、ここでは詳しくは書けませんが、上のような回路で抵抗値をずらすことで
>モータの回転を上げたり落としたりしているものがあるのですが、(もちろん電
>源側の電圧は一定のままで100Vです)これは電圧も電流も同じなのにどういう原
>理で変化をつけているのでしょうか?

多分先のワードレオナード方式の応用で電機子に加える電圧を可変する方法と考えられます。
内部で直列抵抗を可変することでコイルの電圧・電流が可変されますので、回転数制御は可能です。

>オームの法則で計算すると可変抵抗の方を変えてもモーター側
>は電圧も電流も変わらないですよね?

いいえ。
直列抵抗の片側を可変するとモーター側の電圧も電流も変わります。
オームの法則で直列接続の分圧です。

>逆起電力とかが関係してきて可変抵抗を変えることで、モーター側の抵抗値が変
>わり速度の変化が出るということなのでしょうか?
前の説明が適切ではなかったのを反省します。
逆起電力は回転数に比例して増加します。
つまり印加した電圧に対して回転数が上がりますが、比例して逆起電力が増加しますのでバランスした回転数が最大回転数となります。
可変抵抗で界磁巻線の磁界強度(磁束)を可変すると、回転数が変化して逆起電力も追従して変化します。

>実は、今まで、普通に回っていたモータが回転スピードはほとんど変わらないの
>ですがトルクが急激に落ち少量の負荷をかけるだけで止まってしまうのですが、
>これはモーター側の故障かなと思い・・・・
現品を見ていないので断定できませんが、電機子のブラシの磨耗やスリップリングのカーボン付着で負荷がかかると回転が落ちる現象は直流モーターではかなりあります。
 ↑  ↑
*これが本来の質問でしたね。電機子とブラシ清掃とで回復するのでは??
 

補足質問に回答します。
この掲示板のルールに抵触しますので、残念ですが回答は今回までとさせていただきます。
他に疑問があれば、別途新たに質問を立ててください。

>では、ここでは詳しくは書けませんが、上のような回路で抵抗値をずらすことで
>モータの回転を上げたり落としたりしているものがあるのですが、(もちろん電
>源側の電圧は一定のままで100Vです)これは電圧も電流も同じなのにどういう原
>理で変化をつけているのでしょうか?

多分先のワードレオナード方式の応用で電機子に加える電圧を可変...続きを読む

Q【鉄道・電車のモーターの話】鉄道、電車のモーターに使われている電動機って直流電動機ですか?交流電動機

【鉄道・電車のモーターの話】鉄道、電車のモーターに使われている電動機って直流電動機ですか?交流電動機ですか?


直流電動機なら、
1.直巻電動機モーター?
2.分巻電動機モーター?
3.他励電動機モーター?

交流電動機なら、
4.同期電動機モーター?
5.誘導電動機モーター?

誘導電動機モーターなら、
5-1.単相誘導電動機モーター?
5-2.三相誘導電動機モーター?

どのモーターが使われているんですか?

Aベストアンサー

こんにちは。
電車運転士をして居ります。

最近の主流は、
かご形三相誘導電動機です。
質問文の中だと、5-2です。

質問者様は電気関係に通じている方だと見受けられるので、ある程度専門的な用語を使わせていただきます。
電車登場黎明期~1980年代くらいまでは、交流電動機が良い事は分かっていたものの、実用に落とし込む次元ではなかったので、直流電動機でした。

始まりは1の直巻電動機です。
抵抗を介して制御する“抵抗制御”。

半導体技術から、
1970年代に複巻電動機。

分巻電動機だと、高周波分巻チョッパ制御で実用化されています。
今はVVVF制御に積み換えられて数が減ってしますが、東京メトロの車両で多く見られました。

直流電動機は、質問者様はもうご存知だと思いますが、ブラシの交換と、カーボンのカスが電動機のコアの部分に付着してしまうので、定期的な清掃(研磨)が必要です。
清掃しないと高圧が短絡し、フラッシュオーバー起きてしまいますから。

界磁チョッパ制御など、半導体技術が成熟した事もあり、昨今は交流電動機を使うことが殆どです。
理由は上記の通りで、フラッシュオーバーのリスクはなく、メンテナンスの軽減、一時的な過負荷にも耐えられるので。

鉄道車両の分類だと、
○抵抗制御
○チョッパ制御(電機子チョッパ・界磁チョッパ)
○VVVF制御
……と、3つに分かれるのですが、一番数を減らしているのは、実は“チョッパ制御”になります。

半導体がなく、定期的な部品交換で直しようがある抵抗制御は寿命が長く、
回生電力を期待するのなら、機器更新するより半導体の寿命に合わせてVVVF制御に積み換える(若しくは車両そのものを廃車する)方が効率的だからです。

こんにちは。
電車運転士をして居ります。

最近の主流は、
かご形三相誘導電動機です。
質問文の中だと、5-2です。

質問者様は電気関係に通じている方だと見受けられるので、ある程度専門的な用語を使わせていただきます。
電車登場黎明期~1980年代くらいまでは、交流電動機が良い事は分かっていたものの、実用に落とし込む次元ではなかったので、直流電動機でした。

始まりは1の直巻電動機です。
抵抗を介して制御する“抵抗制御”。

半導体技術から、
1970年代に複巻電動機。

分巻電動機だ...続きを読む

Q直流モーターの電流について

12V 最大電流20A 適正負荷時10A の直流モーターがあります。

これに、スイッチング安定化電源12V 30Aを直結でつないだ場合
どんな問題が発生しますか?

モーターと電源の間に、20Aのヒューズを入れないと、
モーターに30A流れて、モーターのコイルが焼き切れますか?

ヒューズがない回路でも、30Aは流れることは無く、
作動開始時(最大電流時)に20A流れ、適正負荷時に10A流れるだけでしょうか?

また、スイッチング安定化電源12V 10Aをつないだ場合、どうなりますか?
始動電圧が足らないので、回転せず、コイルに熱が発生して10Aで焼き切れたりしますか?
損傷せず、回らないだけでしょうか?

Aベストアンサー

お答えは出ているようなのでヒューズについてだけ補足します。
このような回路でもヒューズは必要です。ヒューズというのは定常動作と異なった、モーターが負荷の場合はモーターにかかる負荷が異常に大きな状態になって、モーターの回転が止まってしまった場合や、モーター自体の故障、配線部分の短絡などで回路に異常な電流が流れたときに、回路や機器を保護するためにヒューズが溶断して異常電流を遮断する目的で入れるのです。

従って、どのような回路であっても入れておくこに越した事は無いのです。

それから電流と電圧について基本的な認識が間違っているような気がしますので、補足しておきますね。

電圧が、一定である場合、その回路に流れる電流は負荷の電気抵抗の値できまり、電源の電流容量できまるのではありません。
もちろん電源の容量が不足していれば容量以上の電流は流れませんし、スイッチング電源のような場合は保護回路が働きシャットダウンしますけどね。まぁ、今回のような場合、電源の容量が100Aであっても電圧が規格通りならモーターを壊すことは有りません。

今回の場合のようにモーターが負荷の場合はモーターのもつ電気抵抗(便宜的に電気抵抗と書きまいたが、実際にはモーターのような負荷では単純な抵抗ではありません)がモーターの回転数や負荷の状態で変化しますし、起動時には定格電流の十倍以上の電流が瞬間的に流れるものも珍しくありませんので、それに耐えられる余裕のある電源を使わないと起動すらできない場合もあります。

お答えは出ているようなのでヒューズについてだけ補足します。
このような回路でもヒューズは必要です。ヒューズというのは定常動作と異なった、モーターが負荷の場合はモーターにかかる負荷が異常に大きな状態になって、モーターの回転が止まってしまった場合や、モーター自体の故障、配線部分の短絡などで回路に異常な電流が流れたときに、回路や機器を保護するためにヒューズが溶断して異常電流を遮断する目的で入れるのです。

従って、どのような回路であっても入れておくこに越した事は無いのです。

それか...続きを読む

Qデジタルモーターとは?

ダイソンというメーカーのCMの中に
デジタルモーターなるモーターを使用と
語っています。
このデジタルモーターとはいかなるモーター
なのでしょうか?

サーボモーターやステッピングモーター
とは違うのでしょうか?
それとも、普通のインダクションモーター
なのでしょうか?

教えていただきたいのでよろしく、お願い致します。

Aベストアンサー

>http://kaden.watch.impress.co.jp/docs/column/2011_04_03/20110620_448186.html

ブラシレス(直流)モーターですね。
従来の掃除機用モーターはブラシで機械的に回転磁界を作って回転子を追従させていたのだけれど、ダイソンはマイコンでシーケンシャル(デジタル的)に回転磁界を発生して回転力を作っているようです。
要はプログラムでその回転周期をつくっているので、いくらでも回転数を上げることができるという理屈でしょう。でも毎分10万回なんて、いくらミネベアのベアリングだって熱を持ってとても持たないよ。ひとけた低いんじゃないかと思いますが(理論上はそこまで回転数があげられるということでしょうけど)。

Qリレーで直流モーターを逆回転させたい。

リレーで直流モーターを逆回転させたい。

質問させていただきます。
24V電源と、直流モーターと、自由にON,OFFできるリレーが1個あります。(図のC,D)
このリレーを使ってモーターを逆回転させたいと考えております。

これだけだとON/OFFはできても逆回転にはできません。
そこで2極リレー(E,F,G)を買ったとします。

●C,Dのリレーの電源は自由に制御できます。電源は気にしなくていいです。(24Vに全然耐えられます)
●2極リレーは、CommonがEとします。
●これ以上電源を増やしたくないので、2極リレーは最初に述べた24Vが取れたらベストです。

可能でしょうか?

いろいろ回路図書きましたが、ギブアップです。

「Aと○を接続、E,と○をショートさせる。」のようなご回答ですと幸いです。

Aベストアンサー

「2極リレー」と言うのは、1回路2接点のリレーのことでしょうか?
だとすると、どうにも難しいと思われます。

2回路4接点リレーを使っても良いのなら、図のように簡単に逆転リレーが作れますが、いかがでしょう。
なお図では電源のON/OFF回路は省略してあります。


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