電気モーターはどのように機能するのか？完全な説明

電気モーターは、電気エネルギーを機械的な動きに変換する重要な装置です。しかし、電気モーターは具体的にどのようにモーターを回転させ、トルクを生成するのでしょうか。ここでは、さまざまな種類のモーターの背後にある主要な原理を簡単に説明します。

基礎 

すべての電気モーターは同じ基本原理で動作します。つまり、電気エネルギーを磁場に変換し、その磁場が相互作用してモーターを回転させる力を発生させます。これは、ステーター（固定部分）とローター（回転部分）の間の電磁誘導によって起こります。

このプロセスが発生する具体的な方法は、モーターが直流 (DC) で動作するか交流 (AC) で動作するかによって異なります。さらに、コイルの配線や磁石/コイルの向きなどの設計要素も機能に影響します。とはいえ、すべての電気モーターは、最終的には電流を通じて磁力を発生させることで動作します。

ACモーターの動作 

AC 誘導モーターでは、ステータ コイルを流れる交流電流によって回転磁界が生成されます。この変化する磁界によってローター コイルに電流が誘導され、ローターがステータ磁界を追いかけて回転します。最終的に、モーターは AC 電源からのエネルギーを回転運動エネルギーに変換します。

同期 AC モーターは動作が異なります。ローターは、ステーターによって生成された回転磁界を追いかけるのではなく、正確に同期して回転します。重要なのは、ローターに外部 AC 磁界と連動する永久磁石が含まれていることです。

DCモーターの動作 

DC モーターでは、固定ステータに静磁場を生成する永久磁石が含まれ、ローター巻線が電流を運びます。配線の方向に基づいて、通電されたローターコイルはステータ磁石を引き付けたり反発したりして、スピンを生成します。

ブラシ付き DC モーターは、整流子とブラシを使用して、ローターの回転に合わせて電流を定期的に反転します。これにより磁気極性が反転し、ローターは同じ方向に回転し続けます。ブラシレス DC モーターは、ローターの切り替えを電子的に制御します。

要約すれば

すべての電気モーターは、電磁力を利用して電気エネルギーを運動回転エネルギーに変換することで機能します。AC 設計と DC 設計の両方で、電流と磁石からの磁場を利用して回転を誘発するトルクを生成します。これらの基本的な動作原理を理解することで、現代文明が依存するこの貴重な技術の価値を理解することができます。