ブラシ付きDCモーターはどのように機能しますか?
ビュー: 0 著者:サイトエディターの公開時間:2025-05-28原点: サイト
は ブラシ付きDCモーター 、最も基本的で広く使用されている電気モーターの1つです。知られる シンプルな設計で, 簡単な操作と 費用対効果でブラシ付きDCモーターは、家電製品から工業用機械まで、無数の用途にあります。を理解する 方法 ブラシ付きDCモーター ワークは 、エンジニアリング、自動化、ロボット工学、または一般的な電子機器に関与する人にとって不可欠です。
基本的な動作原則
ブラシ付きDCモーターは、の原理に基づいて機能します 電磁力(ローレンツフォース)。電流が磁場に配置されたワイヤーを通過すると、ワイヤに力が加えられます。モーターでは、この力は 回転運動またはトルクを作成するために使用されます。
モーター動作の重要なステップ
1.電源はモーターをエネルギーします
モーターは、 直流(DC)電源に接続されています。電圧が印加されると、 電流は 外部回路を通ってモーターの ブラシに流れます.
2。ブラシは電流を整流子に転送します
て い通常、炭素またはグラファイトで作られたブラシは、回転する整流子と絶えず接触し ます。それらは 電流を伝達します。 、モーターの固定部分(ステーター)から回転部分(アーマチュア/ローター)に
3。整流子は、電機子巻線を介して電流を指示します
整流子 は 、ローターに取り付けられたセグメント化された円筒形構造です。に接続されています。 アーマチュア巻線ローターの鉄のコアの周りに巻かれたワイヤーのコイルである
整流子がローターとともに回転すると、 電流の方向を変えます。 適切な瞬間にアーマチュアの異なるコイルを介してこの切り替えは、一方向に連続的な回転を維持するために重要です。
4.磁場相互作用はトルクを作成します
ステーター 電流を運ぶコイルは、 アーマチュア上の 磁場内に配置されます。 によって生成される 永久磁石 または 電磁場コイル に取り付けられた
間の相互作用は、力 磁場 と電流の コイルの を生成します (ローレンツ力) 。によれば 右側の規則、この力は磁場と電流の方向の両方に垂直に作用し、ローターを回します。
5。整流子の切り替えによって維持される連続回転
ローターが回転すると、整流子セグメントは 接触を継続的に変更します。 ブラシとのこれにより、ニュートラルゾーンを通過するのと同じように、各コイルの現在の方向が切り替わり、 連続的で滑らかな回転を維持します.
の詳細な内訳
コンポーネントの役割 |
動きにおけるモーション生成 |
ブラシ |
外部の電源から整流子に電流を配信します。 |
整流子 |
トルク方向を維持するために、ローター巻線の電流方向を切り替えます。 |
アーマチュア |
巻線を家にします。エネルギーを与え、磁場に配置するとトルクを生成します。 |
磁場 |
電機子の電流と相互作用して回転力を生成します。 |
軸 |
トルクを外部負荷(たとえば、ギア、ホイール)に転送します。 |
方向制御
aの回転方向 ブラシ付きDCモーターは、 ことで簡単に変更できます。 極性を逆にする 印加されたDC電圧のこれにより 電流の流れが逆転し、 、アーマチュア巻線の トルクの方向が逆転します.
速度制御
ブラシ付きDCモーターの速度は、 印加電圧に比例します。電圧を上げると電流が増加し、次のようになります。
を使用して速度を制御することもできます パルス幅変調(PWM) または 可変電圧供給.
ブラシ付きDCモーターの利点
ブラシ付きDCモーターの短所
ブラシ摩耗:ブラシは摩擦ベースの接触点であり、時間の経過とともに摩耗します。
スパーク:ブラシと整流子との接触は、電気ノイズと熱を作成できます。
メンテナンスが必要です:ブラシと整流子には、定期的な検査と交換が必要です。
ブラシ付きDCモーターのアプリケーション
汎用性と低コストのために、 ブラシ付きDCモーターは、幅広いアプリケーションで使用されます。
家電製品 - ブレンダー、ヘアドライヤー、掃除機。
おもちゃと趣味のプロジェクト - リモート制御車、ロボット、ドローン。
自動車システム - ウィンドウモーター、フロントガラスワイパー、シートアジャスター。
産業用具 - コンベアベルト、小さな機械、自動化システム。
電動工具 - ドリル、ドライバー、のこぎり。
システムが連続回転を維持する方法
の最も重要な部分 ブラシ付きDCモーターは、 です 整流子ブラシシステムを維持する 一定の電流スイッチング。それがなければ、ローターが回転すると磁力が中性になるとモーターは停止します。自動 電流反転により、次の ことが保証されます。
中断のない磁気相互作用
一貫した一方向トルク
シームレスな回転
結論
aの操作 ブラシ付きDCモーターは の美しいデモンストレーションです 、電気機械的エネルギー変換。電気と磁気の相互作用を活用し、整流子を使用して電流を連続的に切り替えることにより、これらのモーターは 回転力を確実に効率的に生成できます。それらのシンプルさ、制御の柔軟性、および手頃な価格は、日常のデバイスと産業用アプリケーションの両方で継続的な重要性を保証します。