特殊モーター:シェードポール、サーボ、ヒステリシス、渦電流クラッチの応用
シェードポール誘導モーター
シェードポール誘導モーターは、各ステータ極にメイン巻線から30°〜60°ずれた位置に短絡銅ループを組み込むことで起動トルクを生成します。通常、極の3分の1を裸銅ストラップで巻きます。
シェードコイルは、メイン磁界より30°〜60°遅れた減衰磁束を生成します。これが減衰していないメイン成分と組み合わさると、控えめな起動トルクを与える回転磁界が生じます。

シェードポール誘導モーター、(a) デュアルコイル設計、(b) 小型単コイル版
起動トルクが本質的に低いため、シェードポールモーターは50W未満の小型のみ生産されます。そのシンプルさと低コストにより、小型ファン、空気循環装置、その他の低トルク用途に最適です。直列リアクタンスを挿入して電流とトルクを制限したり、モーターコイルタップを切り替えたりすることで速度制御が可能です。

シェードポールモーターの速度制御
二相サーボモーター
二相サーボモーターは、電子、機械、電気要素を融合した閉ループシステムの重要なコンポーネントです。ロータから鉄心を取り除き、アルミニウムカップのみを回転させることで、慣性質量を大幅に低減します。鉄心はカップ内に固定部として再配置され、磁気回路を完成させます。この軽量構造により、ロータはかご形設計よりも迅速に加速できます。

高加速2相ACサーボモーター
動作時、一方の巻線は単相電源から直接給電され、もう一方はアンプによって駆動されます。第1巻線には直列コンデンサを介して90°位相シフトされた電圧が供給されます。第2巻線にはモーター速度を制御する可変振幅正弦波が供給され、180°位相反転で方向が逆転します。可変正弦波は誤差増幅器によって生成されます。例えば、航空機の制御面は400Hz二相サーボモーターで位置決めされます。
ヒステリシスモーター
ヒステリシスモーターは、従来の誘導モーターの低ヒステリシス・シリコン鋼積層ロータを、スロットなし・巻線なしの硬質磁性鋼製シリンダーに置き換えます。この設計によりロータの磁気遅れが増幅されます。その結果、停止状態から同期速度まで一定トルクを発生する低トルク同期モーターとなります。トルクが低いため、ヒステリシスモーターは非常に小型に限定され、クロック駆動や歴史的には蓄音機ターンテーブルなどの定速タスクに使用されます。
渦電流クラッチ
誘導モーターまたは同期モーターのステータをロータから独立して回転可能に取り付けると、このアセンブリは渦電流クラッチとして機能します。ステータコイルは直流で励磁され、負荷に機械的に連結されます。かご形ロータは駆動モーターに接続されたままです。モーターは直流励磁なしで起動され、クラッチを接続すると直流電圧をゼロから必要レベルまで上昇させ、連続可変トルクを生成します。この動作は、アナログ自動車速度計で使用される渦電流機構と類似しています。
まとめ:その他の特殊モーター
- シェードポール誘導モーター:50ワット未満の低トルク用途に使用。ステータの短絡ターンから第2相を生成
- ヒステリシスモーター:クロックや蓄音機にかつて使用された小型低トルク同期モーター
- 渦電流クラッチ:調整可能なトルクを提供
産業技術
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