直流機と同期機

化学の方でも質問したのですが返答がなかったので
こちらでもしておきます。
直流機と同期機の違いをおしえてください。
ちなみに高校生レベルです

No.1 回答者： SUPERHYPER 回答日時： 2003/06/04 14:28

簡単な違いは、直流機はその名の通り直流でしか使えない、または主に直流で使う機械（電動機（モーター）・発電機）のことであり、同期機は交流でしか使えません。

この回答へのお礼

ありがとうございました

お礼日時：2003/06/05 16:23

No.2 回答者： iqdeflat 回答日時： 2003/06/04 16:50

直流直巻モータは単相交流でも使用できます。

同期機は回転数と周波数の関係が一定。
直流機は特性の種類が豊富で制御しやすい。

最近はインバータや制御が発達していますので
同期機や誘導機でも直流機なみの制御が簡単に
できるようになっています。

推測ですがパソコンのドライブとか車の小型部品
エアコンのルーバーなんかの小型モーターの分野
ではほとんど直流機ではないでしょうか。
が

この回答へのお礼

ありがとうございました

お礼日時：2003/06/05 16:34

No.3 回答者： sailor 回答日時： 2003/06/04 22:21

直流機とはコンミテータとブラシにより、アーマチュアコイルの電流をスイッチングすることにより、固定磁界との相互作用で回転力を得るモーターです。

固定磁界を得る方法として永久磁石を用いたものがもっとも単純な形と言えるでしょう。このタイプのモーターでは必ず直流電源に悦属する必要があります。また、固定磁界に電磁石を用いたもの（固定磁界を作るコイルをフィールドコイルと呼びます）には、直巻き型（アーマチュアコイルとフィールドコイルが直列に接続されたもの）や、分巻き型（アーマチュアコイルとフィールドコイルが並列に接続されているもの）・複巻き型（上記の両方のフィールドコイルを持つもの）があります。それぞれに特徴があり、直巻き方では起動トルクが大きく、回転数が上がるにつれトルクが減少していきます。分巻き型では発生するトルクは回転数にあまり左右されない特徴がありますが、起動時に大きなトルクを必要とする用途には向きません。複巻き方はその両方の特徴をあわせ持ったものです。永久磁石式のモーターは分け巻き式に近い特性をもちます。これらはアーマチュアが回転することにより発生する、逆起電力に起因する因るところが大です。ちなみに固定磁界に電磁石を用いた物では電源は交流/直流のいずれの電源でも回転します。この種のモーターの中でフィールドコイルとアーマチュアコイルの配線がそれぞれ別にモーターの外部に取り出されたものをユニバーサルモーターと呼びます。ここまでに述べたモーターに共通した特長としては回転数や回転方向の制御が容易である点、ブラシやコンミテータと言った機械的なスイッチ機構を持つためノイズの発生や機械的な寿命が比較的短いことなどです。

基本的に交流誘導電動機（シンクロナスモーター）では回転数は、電源周波数に依存するのです。同期機も交流誘導電動機の一種ですが、一般の誘導電動機と異なる点はローターが永久磁石である点です。一般の交流誘導電動機では、ローターはアルミなどの金属で出来ていて磁化はされていません。磁界コイルに発生した磁界の変化に応じて、ローター内部に渦電流（磁界コイルに発生した磁界の強さに比例します）が発生し、その結果としてローターが磁化し、その相互作用により回転力を得ています。ローター内部に発生する磁界はローターと固定されてはいないため、負荷が大きくなると回転数が変動します。扇風機のモーターなどはこの“すべり”を利用して磁界コイルに発生する磁界の強さを変えて回転数を制御しています。一方、同期機ではローターの磁界はローターが永久磁石であるため物理的に固定されていますので、負荷の範囲がモーターの出力を上回らない限り回転数の変動は起こりません。この特性を利用して昔は時計やレコードプレーヤーのモーターに利用されていました。

直流機と同期機の一番の違いは電源が交流であるか直流であるかと言うことに尽きますが、モーターと一言で言っても、その種類や特性・用途は非常に多岐にわたっています。パソコンの周辺機器などに多用されるステッピングモーターもある種の同期機であるといえるかも知れませんが、その磁極の構成が特徴的で交流ではなくパルスで駆動されます。モーターによって決められた角度だけパルスが入る毎に回転します。

もしも、モーターに興味がおありならば、講談社から発刊されているブルーバックスシリーズに「モーターを創る」と言う本がありますので、一読されることをお勧めします。基本から応用まで初心者にも理解できるよように、非常に詳しく丁寧に書かれた本です。

この回答へのお礼

すいません。ちょっと難しすぎです・・・
ちなみに同期機は回転磁界の周波数に回転数は制限されると書いたら、なぜ回転数が決まるか？と聞かれました。
できたらおしえてください

お礼日時：2003/06/05 16:33

No.4 回答者： sailor 回答日時： 2003/06/05 20:09

ローターが永久磁石であるため、回転磁界の磁極とローターの持っている磁極の関係は常に一定になります。

ローター側のＮ極は常に回転磁界のＳ極の部分と引き合い磁界の移動に伴ってこの関係を保ったままで回転します。回転磁界は電源の周波数によりその速度が決まりますので、ローターの回転数も周波数によって決まるわけです。

No.5 回答者： he-goshite- 回答日時： 2003/06/10 18:36

モーター（電動機）のことだとして，回答します。

（もしかして発電機のことだったらそれに応じて内容を替える必要があります）

１．直流電源で使う目的で作られているものが直流電動機です。単相交流電源でも使うことができると思います
２．交流電源で（交流電源でのみ）使うことを目的とするものが交流電動機です。交流電動機はさらに
３．同期電動機と誘導電動機に分かれます。
（yuzukitiさんのご質問ではこの３つの内の２つの違いをお尋ねです）

・直流電動機（直流モータ）は幅広い自由な回転数で回転させることができます。逆に，負荷によって回転数が大きく変わるので，一定の回転数に保つのは難しい。
・同期電動機（同期モータ）は（交流電源の周波数と電動機の極数で決まる）一定の回転数で回転するのが特徴です。水晶式の時計が出回る以前よく使われた交流式電気時計は，回転数が一定であることを利用して，このモーターを使っていました。（いまでもあるかな？）
・誘導電動機（誘導モータ）は，交流電源を用いて回転動力を得るために使います。電源には普通，三相交流電源を使います。単相交流電源用に作られたものもあります。電源周波数と極数によって決まる同期回転数より少し低い回転数で回転するのが特徴です。

　交流電動機は「回転磁界」の働きで回転子を回転させます。交流によってどのように回転磁界を作り出すのかを理解すると，どうして同期機の回転数が周波数（と極数）で決まるのかが理解できるでしょう。