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SRモーターについての概要、用途、原理などをご説明します。また、SRモーターのメーカー4社一覧や企業ランキングも掲載しております。SRモーター関連企業の2025年2月注目ランキングは1位:有限会社モーションシステムテック、2位:有限会社野沢製作所、3位:株式会社明和製作所となっています。
SRモーターとは、スイッチトリラクタンスモーターの略で、高速回転が可能なモーターの1つです。
仕組みが簡単で安価、信頼性も高いモーターと言われています。構造としては4つのローターと6つのスロットが設けられており、電磁力により引きつけられる力のみで動きます。
永久磁石を利用しないため、レアアース使用の削減に繋がり、資源節約の面においても優れたモーターです。しかし、駆動時の騒音や振動が一番の問題で、半導体素子を用いたスイッチング技術の向上による解決が求められています。
SRモーターは高速回転を必要とする機器に広く用いられています。例えば、掃除機や洗濯機です。このような家電は、駆動時に回転運動を必要とします。具体的には、掃除機がゴミを吸引したり、洗濯機が衣類を脱水したりするときです。
したがって、高速回転可能なSRモーターが内部に組み込まれている場合があります。また、電気自動車への利用も期待されています。
SRモーターは高速回転が可能なだけでなく、低コストで信頼性が高いモーターです。さらに、大量生産にも向いている観点から、電気自動車での利用が注目されています。
SRモーターは、永久磁石を利用しない画期的なモーターです。構造としては単純な4極6スロットの作りとなっています。ローターは永久磁石を使用せずに金属でできており、周りには巻線で作られたコイルがあります。
コイルのN極S極はどちらでもよく、コイルの間には6つのスロットが存在します。SRモーターはコイルに電流を流した際に、金属が引きつけられる力のみを利用することで回転可能です。
しかし、コイルの磁極が入れ替わるたびにローターとステーターが伸び縮みを繰り返すことになります。この微細な動きによって、振動や騒音の問題が発生します。これらの解決策が見つからなかったため、SRモーターの利用は避けられていました。
近年は、パワーエレクトロニクスとマイクロコンピュータを用いた近年の半導体素子による制御技術が進歩しています。また、電力制御用半導体素子のスイッチング周波数の高速化が進んでいることから正弦波とは異なる波形の出力が可能となり、普及が進んでいます。
SRモーターのメリットとしては、高速回転やに適する点が挙げられます。高出力のモータが実現可能である点もメリットの1つです。
SRモーターのデメリットとして、低速時に回転力が変動する点や、回転子の位置に同期しない場合には脱調するため制御が困難な点が挙げられます。
脱調とは、ステッピングモーターが過負荷や急加速でパルスとモーター回転の同期を失ってる状態のことです。プルアウトトルクが負荷トルクに対して十分にマージンが取れている場合など、正常な条件下での駆動では発生しません。
一定周波数のパルスを入力して、モーターが同期起動可能な速度を自起動速度と呼びます。その速度以上では、電磁石の励磁変化にローターが追従不可能となり脱調が発生します。
自起動速度以上のプルアウトトルク内での動作は、プルイントルク内で起動してから、加速後にローターが追従できるように制御します。高速で回転可能なモーターを使う対策やモーター電流を調整するなどの対策が必要です。
ローター振動時にパルスが入力されると、正方向の回転力と逆方向の回転力がぶつかるケースがあります。負荷条件などによっては、ローターの正常動作ができなくなり、位置ずれが発生する場合があります。この現象が乱調です。
乱調が発生するパルス周波数は幅を持っているため、乱調域と呼ばれています。乱調域を避けて使用したり、マイクロステップを使用したりする対策が必要です。その他、ダンパーを付与する対策も効果的と言えます。
参考文献
https://xtech.nikkei.com/atcl/learning/lecture/19/00067/00005/
https://www.hitachi-ies.co.jp/products/motor/kahen/hispeed.html
https://www.fit.ac.jp/kenkyu_shokai/archives/44
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
|---|---|---|
| 1 | 有限会社モーションシステムテック |
40.0%
|
| 2 | 有限会社野沢製作所 |
26.7%
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| 3 | 株式会社明和製作所 |
26.7%
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| 4 | ニデック株式会社 |
6.7%
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