DCモーターコントローラーについて知っておくべき7つのこと

DCモーターコントローラーとは何ですか？

DCモーターコントローラー（直流） 電気エネルギーを機械エネルギーに変換する特定のタイプの電気装置です。 DCモーターは、直流を利用して電力を受け取り、この種のエネルギーを自動回転に変換します。

DCモーターはほとんどどこにでもあります。それらは、生成された電流によって生成された磁場を使用します。これらの電流は、出力シャフトに固定されたローターを駆動する電流です。速度と出力トルクは、モーターの設計と電気入力の両方に依存します。

DCモーターコントローラーはどのように機能しますか？

DCモーターは、出力とサイズが異なります。ホイストやエレベータ、動力車をおもちゃにある小さなものに引っ張るのに使用される重要なメカニズムを見つけることができます。しかし、繰り返しますが、DCモーターはどのように機能しますか？ DCモーターは、電機子と固定子の2つの重要な部分で構成されています。ステーターはエンジンの恒久的な部分であり、アーマチュアは回転部分です。

DCモーターは、ワイヤーのコイルに加えて、固定子にある磁石の文房具セットを使用します。ワイヤーのループには電流が流れており、電磁場が生成されて整列します。絶縁されたワイヤの1つまたは複数のコイル巻線は、磁場を集中させる目的でモーターのコアを包み込みます。

絶縁電線の巻線は回転式電気スイッチ（整流子）に接続され、コイル巻線に電流を流します。回転する電気スイッチにより、すべての電機子コイルに通電できるため、トルクまたは安定した回転力が発生します。

コイルを順番にオン/オフすると、静止磁石のさまざまな領域と相互作用してトルクを生成する磁場が生成されます。これらの基本的な動作原理により、DCモーターは電気エネルギーを直流から推進装置に使用できる機械的エネルギーに変換することができます。これはすべて、回転運動によるものです。

DCモーターコントローラーを発明したのは誰ですか？

DCモーターは、さまざまな方法で人々の生活に革命をもたらした優れた電気機器です。しかし、DCモーターの発明者は誰でしたか？他のすべてのイノベーションと同様に、他の機器の開発を通じて役割を果たした人はたくさんいます。

米国では、トーマス・ダベンポートが最初の電気モーターの発明者でした。ダベンポートは、使用可能な電気モーターの特許を取得した最初の人物でした。 1837年にさかのぼります。しかし、ヨーロッパの他の発明家が以前により強力なバージョンを開発したため、ダベンポートは電気モーターを製造した最初の人物ではありませんでした。

彼がダベンポートを最初の発明者として賞賛した理由は、彼が以前に特許を申請したからです。 1834年、ヤコビモリッツは、ダベンポートのモーターよりも非常に強力なモーター（3倍強力）をすでに発表していました。 1年後、SibrandusStratinghとChristopherBeckerは、電気モーターの実用化を実証しました。

DCモーターコントローラーとDCモーター制御の種類

知っておく価値のあるDCモーターにはいくつかの種類があります。これまでのところ、このガイドでは、DCモーターとは何か、その機能、およびその歴史について詳しく説明してきました。ここでは、DCモーターの種類を見ていきます。要するに、以下に強調するように、DCモーターには4つの主要なタイプがあります：

ブラシレスDCモーター

これらは、同期DCモーターまたは電子整流モーターという名前でも呼ばれます。これらのタイプのエンジンと他のタイプのエンジンの主な違いは、整流子がないことです。ただし、これは、ローター角度を検出して調整できるサーボメカニズムに置き換えられています。ブラシレスDCモーターは耐久性があり安全です。

ブラシ付きDCモーター

これらは、Spragueによる最初の設計にまでさかのぼるオリジナルのDCモーターです。それらは抄紙機、クレーン、そしてまだ圧延機で人気がありますが、最近その人気は衰えています。

シャントDCモーター

これらは、電機子と並列に界磁巻線接続を備えたブラシ付きモーターの一種です。並列巻線のため、電流が少なくなります。シャントモーターは、一定のトルクを必要とするいくつかのアプリケーションで多くの用途があります。ミキサー、コンベヤーベルト、ホイストはそれらに最も依存しています。

シリーズDCモーター

これらは最終的な品種です。直列に接続された界磁巻線は、並列エンジンとは異なります。したがって、電機子電流が界磁巻線を通過し、はるかに高速になります。シリーズDCモーターは、高い始動トルクを必要とするタスクに最適です。

DCモーター制御に関しては、次の最も一般的な方法があります。

方向コントローラー：Hブリッジ

Hブリッジ回路 DCモーターを制御する最も簡単な方法の1つとして登場します。ここでは、ペアで制御される4つのスイッチがあります。これらのペアのいずれかが閉じると、すぐに回路が完成し、その後モーターに電力が供給されます。 Hブリッジも速度を制御できます。

速度コントローラー：パルス幅変調（PWM）

PWM回路は、電圧供給の増減をシミュレートすることにより、モーターの速度を変化させます。 PWMは、適用が簡単で安価であり、モーター速度の継続的な制御を可能にする側面です。ここでは、モーターに周期的なパルスを送信することで機能する調整可能な速度のドライブコントローラーを見つけることができます。従来のパルスを使用したコイルのインダクタンスが何らかの結合平滑化効果をもたらす場合、電気モーターは高電圧または低電圧で電力を供給されているようなものです。

アーマチュアコントローラー：可変抵抗

これは、DCモーターの速度に影響を与える別の方法です。ここでは、電機子または界磁コイルのいずれかを介して供給される電流が変化します。熱心な方は、コイルの電流が変化すると出力軸の速度が変化することに気付くでしょう。可変抵抗器は電流を変えることができるので、速度を上げることができます。

DCモーターを購入する際に知っておくべきこと

DCモーターの購入は簡単です。あなたがしなければならないのはあなたの供給者を見つけ、取り引きを交渉し、それの代金を払いそしてあなたの商品を選ぶことですよね？あなたがそう思うなら、あなたは間違っています。 DCモーターを購入する前に考慮する必要があるいくつかの重要なことがあります。考慮すべきいくつかの重要な要素は次のとおりです。

電圧

エネルギーが高いほど、トルクも高くなります。エネルギーは正味の電流を一方向に流し続けます。取扱説明書でDCモーターの推奨張力を必ず確認してください。そのようなものがない場合は、他の場所に向かいます。

現在

電流はモーターに動力を供給します、そしてそれがエンジンを損傷するのでそれが多すぎると危険です。 DCモーターコントローラーを購入する前に、DCモーターコントローラーの動作電流とストール電流を確認してください。

速度

モーターに関しては、速度はやや複雑です。モーターは高速で効果的に動作しますが、ギアリングが必要な場合は不可能です。ギアを追加しても、エンジンの効率が制限されることはありません。したがって、トルクと速度の低下も考慮する必要があります。

その中のPCB材料

DCモーターの製造に使用されるプリント回路基板の材料の種類が重要です。材料が劣るPCBで構成されるDCモーターを選択することは、DCモーター制御のニーズにとって危険です。

DCモーターを選択する理由

ACモーターを使用するオプションもありますが、最初の選択肢としてDCモーターを強くお勧めします。しかし、なぜ、あなたは尋ねるかもしれません。 DCモーターには、ACモーターと比較していくつかの利点があります。たとえば、高い慣性負荷を駆動することを目的とした高い始動トルクが必要な場合に優れています。さらに、ACモーターとは異なり、DCモーターの速度を簡単に制御できます。

DCモーターは、ソーラーパネルやバッテリーなどの低電圧DC電源からの電力供給が必要な場合にも理想的です。方向をすばやく逆にしたい場合は、アプリケーションに最適なDCモーターが見つかります。 ACモーターとは異なり、DCモーターはすばやく簡単に始動および停止できます。

DCモーターコントローラーのアプリケーション分野

現在、さまざまなDCモーターが市場に出回っているため、広く使用されています。家庭では、DCモーターはおもちゃ、工具、その他の家電製品に使用されています。産業部門では、彼らの要求には、ほんの数例を挙げると、ターンテーブルからコンベヤーへの移動、および逆転が含まれます。以下は、DCモーターコントローラーのいくつかの特定のアプリケーションです。

ポンプ用

DCモーターは、移動時の優れた応答と簡単な可変速度に基づいてポンプに電力を供給するために使用されます。

ファンの方

それらは、省エネメカニズムのためにファンに好まれています。

おもちゃの場合

さまざまな電圧のDCモーター玩具には、さまざまな種類の動きと速度が必要です。

電気自動車の場合

電気自動車用のDCモーターは、耐久性とエネルギー効率の点で好まれます。

電動自転車の場合

電動自転車には、必要な出力レベルとトルクをもたらすために、後輪と前輪のハブにDCモーターがあります。