DCモーターの寿命ってありますよね。
ブラシの磨耗とか・・・
寿命を左右するファクターって、トルク(負荷)?電流?
電圧?回転数?
教えてください。

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A 回答 (6件)

何千KW級のDCモータの場合です。


ブラシは、磨耗しますので、定期的に交換します。
整流子は肌荒れを起こしますので、定期的に研削したり、交換したりします。
最後に寿命を決定付けるのは、熱による本体の絶縁物の劣化です。
これを判定して、巻線の巻替え(絶縁物交換も同時)やモーター自体の取り替え(増強)を行います。

寿命を左右するのは熱(周囲温度と負荷電流と使用時間)です。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
温度が一番の要因であれば、周囲温度が低ければ低いほど、もしくは
モーター自身の放熱効率を考えてやれば問題ないって事ですね。
使用時間はやはりCWで考えるのが普通なのですかねぇ。
ちょっと悩んでます。

お礼日時:2001/10/16 00:37

No.4のymmasayanです。



> 周囲温度が低ければ低いほど、もしくはモーター自身の放熱効率を考えてやれば問題ないって事ですね。

そうです。とにかく絶縁物の劣化を押さえればいいので、温度対策が一番です。

> 使用時間はやはりCWで考えるのが普通なのですかねぇ。

間欠運転のモーターの場合には、ルートミーンスクエア(交流で言う実効値に相当)で管理しています。外気温に合せてRMSの限界値を決め、厳密に守らせていました。いつダウンするか判らないポンコツモーターですが、工場の主力だったので、夏場は、生産ピッチ制限も起きてました。
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この回答へのお礼

ありがとうございました。
絶縁物の検討してみます。

お礼日時:2001/10/16 18:51

ブラシレスモーターについては、下記URLをご覧ください。



参考URL:http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=147107
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この回答へのお礼

参考になりました。
検討してみます。
ありがとうございました。

お礼日時:2001/10/16 18:52

お礼をありがとうございます。


お尋ねの制御の件で追加いたします。
ブラシレスモーターもDCモーターと同じにトルク-回転数曲線の直線性が優れていますので制御用モーターとして使いやすいと言えます。
ただ無負荷電流が最初から少し大きく、またトルクの上限では、電流の増え方が大きくなります。
ただし、その構造上、慣性が大きいので急激な立ち上がりを要求する用途には、やや不向きです。
なお半導体回路の知識のない方には、やや使いにくいかと思います。
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この回答へのお礼

 ありがとうございます。
よく、ブラシレスではホール素子などを使用して回転数のコントロール
を行っていると聞きますが、トランジスタブリッジだけで動作させることも出来るのでしょうか?
 

お礼日時:2001/10/16 00:34

寿命に関係する事項は、NO.1の方の、ご説明のようになります。


適正に使用した場合、最も寿命の短い部分は、やはりブラシになります。
メーカーでの保証寿命は、正しく取り付けて定格電圧、定格負荷で使用したときを保証しているようです。
用途や要求品質によりますが、一般に200時間から2000(特に長寿命で)時間くらいのようです。
もっと長寿命を期待するには、ブラシレスDCモーター(ブラシの代わりに半導体スイッチを使用したもの)が使用されます。
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この回答へのお礼

ありがとうございました。
ところで、ブラシレスモーターって、制御が難しいと聞きましたが本当でしょうか?

お礼日時:2001/10/15 22:18

1)過電流・拘束=過大電流による焼損


2)定格以外の電圧印加=高い電圧>焼損・寿命低下
            低い電圧>クリーニング効果が無くなり始動できなくなる。

3)電源の波形=安定化電源や全波整流+平滑されたもの以外の平滑されていない電源。>波形が荒いためブラシで火花が出る、整流子の磨耗は機械的なものより火花に起因する磨耗のほうが大きい。

4)環境=整流子に異物(油・ごみ・水分)が付着すると整流作用が悪化しブラシ磨耗が大きくなる。

5)ブラシ取り付け位置の移動ブラシ固定ホルダーやアトカバーを不用意に移動させると特性変化により整流作用が変化しブラシの磨耗につながる。

6)取り付け方向=標準品は水平取り付けが一般的>特に上向き・下向きは軸受けに特別な配慮が必要。

以上日本サーボ社DCモータの取り扱い上の注意からです。

参考URL:http://js.mkcstat.co.jp/htm/pdf/dme_00.pdf
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この回答へのお礼

 ありがとうございます。
上記の順番でのファクターで寿命に効いてくると考えていいんでしょうか?
専門の方からわかりやすく教えていただき、よく理解はできました。

お礼日時:2001/10/15 22:17

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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

=========================================
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?

=========================================
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。

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Q市販のDCモーターでトルクを落とさずに回転数を落とす方法

こんにちは。
市販のDCモーターでトルクを落とさずに
回転数を落とす方法
を考えています。
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実現したいと思っています。

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動きをつけたいのです)。
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なにかいいアイデアはあるでしょうか、
お願いします。

Aベストアンサー

速度フィードバックしてトルク制御させます
要するにサーボモータですね
発熱の問題さえ解決すればゼロrpmでトルク最大と言う事も可能です
ロボットのモータはそのようになってます
エンコーダかタコゼネかもしくはポテンショメータが必要です
http://www.fa.omron.co.jp/product/91.html
http://www.midori.co.jp/35kaiten.html

DCサーボモーター回路
http://elm-chan.org/works/smc/report_j.html
http://www.headprops.com/jpn/craft11.htm
http://www.picfun.com/motorframe.html

DCモータ活用の実践ノウハウ
http://www.cqpub.co.jp/hanbai/books/32/32771.htm


サーボドライバを自作できなければ市販品↓
http://www.servotechno.co.jp/index02.html
http://www.maxonjapan.co.jp/product_mmc.htm
http://www.servo.jp/products/category_002.html
ただ、時代はブラシレスサーボなので
ブラシ付きモータドライバの市販品は少ない
http://wwwf2.mitsubishielectric.co.jp/melfansweb/fair/fa_basic/05/51.htm
http://www.dyadic.co.jp/jp/event_driven.html

速度フィードバックしてトルク制御させます
要するにサーボモータですね
発熱の問題さえ解決すればゼロrpmでトルク最大と言う事も可能です
ロボットのモータはそのようになってます
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http://www.fa.omron.co.jp/product/91.html
http://www.midori.co.jp/35kaiten.html

DCサーボモーター回路
http://elm-chan.org/works/smc/report_j.html
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DCモータ...続きを読む

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。

ステータコイルは厚さ6.7mm
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。


=========================================================
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...続きを読む

Aベストアンサー

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)

三倍の大きさ
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)

QDCモータの電流とトルクの関係

DCモータのカタログを見ると、電流とトルクの関係は一定だったのですが、この関係は、印加する電圧を変化させても変わらないのでしょうか?

例えば、
10Vの電圧を掛けた時の、負荷トルクに対する発生電流の関係と、
5Vの電圧を掛けた時の、負荷トルクに対する発生電流の関係は、
ほぼ同じと考えてよいのでしょうか?

Aベストアンサー

>DCモータのカタログを見ると、電流とトルクの関係は一定だったのですが、この関係は、印加する電圧を変化させても変わらないのでしょうか?


回答>>
 モータの内部損失(軸と軸受けの間の摩擦や回転子コアのヒステリ損失など)が無視しうるくらい小さい場合はモータ電流と負荷トルクは電圧を変えても変化しません。

 しかし、実際には内部損失は無視できない場合が殆どです。内部損失が小さいDCモータとしては回転子の鉄製コアを使用していないコアレス巻き線構造のいわゆるコアレスモータでかつ軸受けに抵抗の小さいボールベアリングを使用したような構造のモータの場合です。

 内部損失が大きいと回転数の影響を受けます。DCモータは定電圧で駆動する場合は負荷が小さくなるにしたがって回転数は大きくなってゆきます。回転数が大きくなってゆくと内部損失も回転数に比例して大きくなってゆきます。負荷トルクがゼロではモータは最大の回転数で回転します。モータのカタログに載っているトルク対回転数および電流特性を見ると大抵、負荷トルクがゼロの時に電流はゼロになってなくてある値を示してます。この電流は負荷がなくてもモータ自身を最大の回転数で回転させるためのトルクを発生させています。モータの内部損失が大きいとこの負荷ゼロの時の電流も大きくなります。
 ここでモータの駆動電圧を大きくする場合、モータの無負荷、負荷がゼロの時の回転数は大きくなります。回転数が大きくなると、内部損失もそれに比例して大きくなります。その結果負荷がゼロの時の電流もおおきくなります。逆にモータの電圧が下がると内部損失は小さくなり電流も下がります。
 この様子を特性図で示すと添付図のようになります。

>DCモータのカタログを見ると、電流とトルクの関係は一定だったのですが、この関係は、印加する電圧を変化させても変わらないのでしょうか?


回答>>
 モータの内部損失(軸と軸受けの間の摩擦や回転子コアのヒステリ損失など)が無視しうるくらい小さい場合はモータ電流と負荷トルクは電圧を変えても変化しません。

 しかし、実際には内部損失は無視できない場合が殆どです。内部損失が小さいDCモータとしては回転子の鉄製コアを使用していないコアレス巻き線構造のいわゆるコアレスモータでかつ軸受けに...続きを読む

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

Aベストアンサー

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電気モーターに負荷がかかったとき電流値が上がるのは何故

電気モーターに負荷がかかったとき電流値が自動的に上がって、ひどいときにはブレーカーが働いて電気が止まったりします。
何故負荷がかかると電流が大きくなるのか、優しく教えて下さい。

Aベストアンサー

#2です。

直流モータでイメージが湧くなら、交流でも同じです。

誘導電動機は、固定子によって作られる回転磁界によって
フレミングの右手の法則によって回転子に誘導起電力が発
生して、電流が流れます。
これは、回転磁界側を固定して、回転子が逆方向に回って
いると考えるとわかりやすいと思います。

すると、その電流によってフレミングの左手の法則によって
力が発生します。これは、図を書いて考えるとすぐにわかりま
すが回転磁界の方向と一致します。

こうして、誘導電動機は回転磁界と回転子の間に滑りをもつ
事によってトルクを発生させて回っています。

ここまでわかったら、誘導電動機の滑り-トルク曲線は書けますよね?

ですから、外から力が加わると回転数が落ち(滑りが大きくなり)
トルクが大きくなってバランスする回転数で回ります。

フィードバック制御が無い場合は、ここで終わりです。

しかし、多くの場合回転数制御をするために、フィードバックが
ありますので、回転数が落ちるとトルクを大きくして、元の回転数に
戻そうと制御します。

方法は、回転磁界を速くして滑りを大きくするか、回転磁界の磁束
密度を大きくするかのどちらかです。

多くは、3Dマップによって周波数と磁束密度を制御しますが、
簡単にインバーターで周波数を上げて、回転磁界を速くしてやれば
回転が上がります。磁束密度を上げる場合は電流を増やすわけです
が、どちらの場合も多くのエネルギーを与えるますので、電圧が一定
ならば電流が増えます。

同期電動機も同じようなものです。

#2です。

直流モータでイメージが湧くなら、交流でも同じです。

誘導電動機は、固定子によって作られる回転磁界によって
フレミングの右手の法則によって回転子に誘導起電力が発
生して、電流が流れます。
これは、回転磁界側を固定して、回転子が逆方向に回って
いると考えるとわかりやすいと思います。

すると、その電流によってフレミングの左手の法則によって
力が発生します。これは、図を書いて考えるとすぐにわかりま
すが回転磁界の方向と一致します。

こうして、誘導電動機は回転磁...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インバーターモーターの回転数計算とモーターのトルクの計算について

3相交流かご形モータ付減速機 出力0.2kw 4極 400Vのインバーター用モーターで減速比1/25がついている場合についての質問です。この時、インバーターで20Hzに周波数を落とした場合の回転数の計算は下記の通りで間違ってないでしょうか?

120×20Hz/4=600rpm (※滑りは無視します。)
600×1/25=24rpm 20Hzに周波数を落とした時の最小回転数は24rpm

もうひとつは上記モーターのトルクを出す時の計算なんですけど
√3×定格電圧400V×定格電流0.9A×力率0.65×効率0.9=364w
364W=2×3.14×回転数1500rpm(4極で50Hzなので(あと滑りは無視します)/60×t
t=2.32(N.m)
最大トルクは2.32ということでいいんでしょうか?
ご教示ください。

Aベストアンサー

20Hz運転時の回転数は、ご質問の考え方でよさそうです。

定格トルクの算定には、低格の軸出力200Wを使い、回転数にはすべりを考慮した定格軸速度を使用して計算すべきでしょう。

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高電圧のDC/DCコンバータ

1000V程度の電圧を出せる電源を探しています。(というか価格を
知りたいです)なるべく小型がよく、できればオンオンボードのものが
いいです。少し探してみたのですが↓
http://www.bellnix.co.jp/products/dcdc/mhv/mhv2-3.htm

大体いくらくらいするものなんでしょうか?
そもそもDC/DCコンバータでなければならないのかよくわかりませんが・・・
普通の直流電源とDC/DC/コンバータは何が違うのでしょうか?

Aベストアンサー

>そもそもDC/DCコンバータでなければならないのかよくわかりませんが・・・

価格の問題でしょうね。
1000Vで1mA出力などというものは、ちょっとトランスでは作れませんし、最小でも数十mA程度になると思います。
それでも(線径が細いので)断線しやすく、寿命保証は難しいです。
更に電圧安定化をいうと、かなり面倒なことになります。

その点、DC-DCコンは電圧安定化も簡単にできますし、1000V,1mAであれば、コストパフォーマンスの点で最有利でしょう。

値段の方は「お問い合わせ」欄があるので、聞いて見られたら如何ですか?
大雑把な言い方ですが、1万個買えば@200くらい、といったところでしょう。

蛇足ですが、電圧安定化を言わないのであれば。コッククロフト回路で、1000V位は簡単に得られます。


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