Motor

motor

磁界の中に置いた導線に電流を流した時、「フレミングの左手の法則」に従って導線を移動させる力が発生する。モータはこの原理を基にして作られている。

実際のモータは、力を受けて移動する導線にはコイルを使用しており、このコイルのことをアーマチュア・コイルという。また磁界を作り出すものには、永久磁石を使用する場合と、電磁石を使用する場合があり、後者に使用されるコイルのことをフィールド・コイルという。

以上に述べた原理的なモータを図に示する、図のようになる。図に示すように、アーマチュア・コイルの両端はコンミュテータに接続されている。コンミュテータにはブラシが滑り接触しており、回転しているアーマチュア・コイルに電流を流し続けることができるように工夫されている。また、アーマチュア・コイルが図の位置からさらに90度以上回転すると、コイルを流れる電流の向きが反転することがわかる。すなわち、アーマチュア・コイルがどの位置になっても、常に同一方向の回転力を受けることになる。なおアーマチュアとは。アーマチュア・コイル、コンミュテータなど回転部分全体を意味している。

モータには以下に示すような幾つかの特性がある。

1、回転数が上昇するにつれ、アーマチュア電流が減少する。

2、アーマチュア電流、またはフィールド電流を増加させるとトルクが増加する。

モータが回転を始めると、アーマチュア・コイルが次回を切るように運動することになる。このときコイル内には、「フレミングの右手の法則」に従って起電力が発生する。この電圧の向きは、アーマチュア・コイルに加えられている電源電圧とは逆向きになる。この逆向きに発生する電圧のことを逆起電力という。このように、モータの回転数が上昇するにつれて、逆起電力の大きさも増加するので、電源電圧と逆起電力が打ち消し合うため、アーマチュア電流は減少していくことになる。

また、アーマチュア電流及びフィールド電流を増加させると、アーマチュア・コイルおよびフィールド・コイルの磁力が増加するため、磁石としての吸引、反発の力が大きくなる。このため、アーマチュアの回転する力(トルク)が大きくなる。発生トルクT、アーマチュアI及びフィールド・コイルの磁力Bとの関係を式に表すと以下のようになる。ただし、Kはモータのぞうによって決まる比例定数である。

T = KBI