三省堂 大辞林 |
 
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航空軍事用語辞典++ |
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【電動機】
Motor.
外部から与えられた電気エネルギーを回転エネルギーに変える機関。
一般にモーターといえば、この電動機のことを指す。
燃焼反応を用いる発動機よりも、速度トルク域において広く高効率、クリーンで制御も簡単、危険も少なく、理想的な機関である。
だが、現状では電気エネルギーの確保に問題がある。それは、商用電源の確保には燃焼反応を使っていることが殆どである事に加え、化学燃料に比べて貯蔵が難しいからである。
そのため、各社が自然エネルギーを使った発電や効率よく長持ちする電池の開発にしのぎを削っている。
用途は電車や工場等の主電動機として用いられる大型電動機から、制御に用いられる小型の電動機など用途に応じて様々なものがある。商用電源を得られる場所や電池で事足りる用途では発動機より使い勝手が良いことから、広く家庭にも入り込んでいる。また、発動機自体を動かすためにも電動機は用いられている。
大きく分けて、電気エネルギーとして直流を使う直流機（直流電動機）と交流を使う交流機（交流電動機）とパルス電圧で駆動するパルスモーターがある。また、交流機は誘導機と同期機に分けられる。直流機や同期機は発電機としても用いられる。（このことは、1873年の電気博覧会inウィ−ンでの有名なエピソード「ある発電機の結線を間違えて別の発電機が発生した電気が発電機に流れたら突然動き出し、電動機が有名になった」につながる）
いずれも電磁石と永久磁石または電磁石との反発力を用いて回転エネルギーを生み出す。概ね性能を改善するために鉄芯が入っていて重いが、制御用小型電動機では鉄芯のない電動機もある。
軍事用途では主機関としては発動機が殆どであるため、専ら酸素が重要な潜水艦で主機関として使われるのみであり、あまり表に出てくることは無いが、ハイブリットや燃料電池等の研究が盛んになっていることから、陸上でも近いうちに登場するかもしれない。
なお、発動機に比べて多少の過負荷にも耐えるのも利点であるが、エレファントの様に慢性的な過負荷に対しては内部の銅線が持たないため故障が頻発する。
ウィキペディア |
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電動機
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2009/12/15 21:13 UTC 版)
電動機（でんどうき、Electric motor）とは、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電力機器、原動機の総称。モーター、電気モーターとも呼ばれる。
一般に、磁場（磁界）と電流の相互作用による力を利用して回転運動を出力するものが多いが、直線運動を得るリニアモーターや磁場を用いず超音波振動を利用する超音波モータなども実用化されている。静電気力を利用した静電モーターも古くから知られている。
なお、本来、「モーター」という言葉は「動力」を意味し、特に電動機に限定した用語ではない。それゆえ、何らかの動力の役割を果たす装置は、モーターと形容されることもよくある（モーターサイクル、モーターボート、モーターグライダーなど）。
以下では、電磁力により回転力を生み出す一般的な電動機を中心に説明し、それ以外のリニアモーターや超音波モータは末尾で簡単に説明する。
目次 |
電動機の構造
回転する電動機は、軸を持ち回転する回転子（ロータ：Rotor）と、回転子と相互作用して回転モーメントを発生させる固定子（ステータ: Stator）、回転子の回転を外部に伝える回転軸、回転軸を支える軸受、損失により発生した熱を冷却する冷却装置などから構成される。
負荷機器と接続するカップリング・回転数を下げて目的のトルクを得るための減速機などが付属装置として接続される。
動作原理
モーターにはいろいろな種類があるが、モーターは固定側（ステータ）と運動側（回転側：ロータ）があって、どちらかが回転変化する磁界を発生して、その磁界の変化によって、駆動力を得るものである。
まず理解しやすい、ステータ側にコイルがあって、コイルに変化する電流を供給することによって、変動する磁界を発生させるモータについて述べて、整流子電動機（Brush Motor）を述べないことにすると、ロータのいろいろな種類が利用できる。
- 永久磁石界磁(Permanent Magnet Type): 永久磁石の極を円周方向に配置すれば、ステータの極の移動に伴って、駆動力が発生する。
- 電磁石界磁 : ロータに磁界を持たせることは電磁石でも可能であるので、ロータ・ステータとも電磁石とする構成もある。
- 透磁率の差(Variable Reluctance Type): 磁性体に突起を設けるなどして、磁力線の通り易いところ通りにくいところを設ければ、駆動力が発生する。
- アラゴーの回転盤 : 金属導体をおけば、磁場の変化により、渦電流が発生し、渦電流のつくる磁界との相互作用で、駆動力が発生する。
- 巻線形誘導電動機 : 導体のコイルをおけば、磁場の変化により、コイルに流れる電流が発生し、それによる磁界との相互作用で、駆動力が発生する。
ある方向に連続的に駆動力を発生するために駆動側のコイルを複数設けて、磁気の位相を順番にずらして駆動力を発生させる配置にする。その方法もまた、いろいろな配置のものが実用化されている。
次に電機子や1次側巻線によって変動する磁界を発生するための電流の種類については次のようなものがある。
- 三相交流：商用の三相交流（120度ずつ位相のずれた正弦波）を3つまたはその倍数の数のコイルに供給することによって、回転する磁界を発生することができる。
- 単相交流：コンデンサを使って、位相をずらした、もう1相をつくることが多い。
- 可変電圧可変周波数制御インバータによる三相交流：商用の三相交流は周波数が一定なので、起動や速度を変えるためなどのために用いられる。
- 直流パルス：位相のちがうパルス電圧を、別々のコイルに供給する。いわゆるステッピングモーターがこれにあたる。
- 無整流子電動機(Brushless DC Motor)は、センサにより回転子位置を検出し、それによって直流電流の極性を切り替えるものである。
直流モータ、交流モータの区分別はモータの構造の区分でなく、使用法の区分と考えることができ、どちらでも回るモータもありうる。
電動機の分類
その他の分類
- 高効率電動機 - 高効率電動機の規格に適合したものである。普通型電動機より損失が少ない。
電動機の仕様
電動機の損失
電動機の損失は、入力電力と出力仕事の差として定義される。
- 全損失
特殊な電動機
電動機の多くは電気によって磁界の変化を作り出し、その磁界の変化によって回転力を生み出すものが一般的であるが、以下のようにこれ以外の原理・構造を持つ特殊な電動機がある。
リニアモーター
リニアモーター は回転式の電動モーターの回転子に相当する部分を固定子に相当する一直線に長く伸びた部分の上に置いて、磁界の変化によって直線運動を得るものである。
振動モーター
- 超音波振動モーター
超音波モーターは振動体の変形による細かな位置変化を摩擦によって回転運動や直線運動に変える。 圧電素子による圧電現象を利用しているものは、圧電モータと呼ばれることもある。カメラのフォーカス合わせなどに利用されている。
- 振動モーター
振動モーターは携帯電話などでの着信を振動で知らせる目的で開発されたものがある。小型のものでは、回転子の重心が偏って作られ回転子自身が振動を作り出す重りとなっているものがある。
関連項目
外部リンク
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この項目「電動機」は、工学・技術に関連した書きかけ項目です。加筆、訂正などをして下さる協力者を求めています。 |
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この項目「電動機」は、物理学に関連した書きかけの項目です。加筆・訂正などをして下さる協力者を求めています。（ポータル 物理学／ウィキプロジェクト 物理学） |
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