ユニバーサルモーターとは
ユニバーサルモーターとは、直流 (DC) または交流 (AC) 電源で使用できるモーターです。
交流で動作させることが多いため、交流整流子モーターとも呼ばれます。さまざまな電源環境で使用することができます。特に、家庭や工業現場など、異なる電源環境が存在する場所で便利です。
また、ユニバーサルモーターは比較的小型でありながら、高い出力と回転速度を実現することができます。そのため、パワフルな動力が必要な機械や装置に最適です。一般的にコンパクトな設計であり、設置スペースが制約されている場所や携帯性が求められる機器にも適しています。
ただし、ユニバーサルモーターは摩耗部品であるブラシを使用するため、定期的な点検や交換が必要です。長時間の連続使用や過負荷の状態では、ブラシの寿命が短くなる可能性があります。
ユニバーサルモーターの使用用途
ユニバーサルモーターは広い用途で使用されるモーターです。以下はユニバーサルモーターの使用用途一例です。
1. 家庭用電化製品
家庭でよく使われる電化製品にユニバーサルモーターが使用されています。強力な吸引力と高速回転が必要な掃除機などに使用されます。小型でコンパクトな設計が可能であり、異なる床面や表面に適応することが可能です。
また、ヘアドライヤーは、高速な風量と温風を提供する必要があります。ユニバーサルモーターはその要件を満たし、強力な風力と短時間での髪の乾燥を実現することが可能です。その他、ミキサーやブレンダーなどにも使用されることがあります。
2. 工具
電動工具にもユニバーサルモーターが利用されます。コンセントが近い場合は交流で電源を供給し、遠い場合はバッテリーで電源を供給することが可能です。
高い回転速度とトルクを提供するため、電動ドリルなどに使用されます。木工や金属加工などの作業において、効率的でパワフルな穴あけが可能です。同様に、インパクトレンチや電動ドライバーにも使用されます。
これらの工具はさまざまな作業に使用され、高い出力と回転速度が求められるため、ユニバーサルモーターが最適です。
ユニバーサルモーターの原理
ユニバーサルモーターは回転子、固定子、ブラシ・整流子などで構成されます。
1. 回転子
回転子はユニバーサルモーターの中心部であり、回転運動を行う部品です。通常、複数の巻線が巻かれた鉄心から構成されています。鉄心は珪素鋼板による絶縁成層構造を採用していることが多く、発熱しにくくなっています。
2. 固定子
固定子は回転子の周囲に配置され、磁性を与える部品です。固定子のコイルに電流を流すことで磁場を生成し、回転子と相互作用することで回転運動を引き起こします。
動作中に流れる渦電流を最小限にするために、ラミネート加工が行われていることも多いです。
3. 整流子
整流子とブラシは、回転子巻線に電気を供給する部品です。整流子とブラシの接触によって回転子巻線に電気を供給します。ブラシと整流子は複数に分かれており、電源の極性を変化させるために使用されます。
ユニバーサルモーターの選び方
ユニバーサルモーターを選ぶ際は、出力容量、回転速度、電源電圧などを考慮することが必要です。
1. 出力容量
出力容量は、モーターが実現可能な出力の最大値です。一般にモーターの仕様書や製品情報で表され、ワット (W) や馬力 (HP) などの単位で示されます。
駆動する負荷に対して十分なパワーを提供する必要があるため、負荷の性質などに応じて適切な出力を選ぶことが大切です。
2. 回転速度
回転速度はモーターが回転する速度です。通常は1分当たりの回転数 (RPM) で表され、製品仕様に記載されます。
作業のスピードや運転効率に直接影響を与えるため、要求される回転速度を適切に選ぶことが重要です。
3. 電源電圧
電源電圧は電源として、使用可能な電圧の種類を指します。ＤＣ電源は24Vや18Vなどの規格が使用され、AC電源は100Vや200Vを使用することが一般的です。使用する環境の電圧範囲に合致している必要があります。