どの正規の交流電圧で直流直列モータが適切に動作するでしょうか

DCシリーズモーターは直流（DC）電源で動作するように設計されており、フィールド巻線とアーマチャーレ巻線が直列に接続されているのが特徴です。しかし、特定の特殊な条件下では、DCシリーズモーターは適切な交流（AC）電圧でも動作することができます。以下に、DCシリーズモーターがAC電圧でどのように機能するかについて詳しく説明します。

DCシリーズモーターの動作原理

DC動作：

直列接続のフィールド巻線とアーマチャーレ巻線：DC電源では、フィールド巻線とアーマチャーレ巻線が直列に接続され、単一の回路を形成します。

電流と磁界：フィールド巻線を通る電流により磁界が生成され、アーマチャーレ巻線を通る電流により回転トルクが生じます。

速度特性：DCシリーズモーターは高い起動トルクと広い速度範囲を持ち、重負荷や起動時に高トルクが必要な用途に適しています。

AC電圧での動作

基本原理：

AC電圧：AC電圧下では、電流の方向が周期的に変化します。

磁界の変化：フィールド巻線によって生成される磁界も変化しますが、フィールド巻線とアーマチャーレ巻線が直列に接続されているため、モーターは依然として回転トルクを生じることができます。

動作条件：

周波数：AC電圧の周波数はモーターの動作にとって重要です。低い周波数（例えば50 Hzまたは60 Hz）は、AC電圧で動作するDCシリーズモーターには一般的に適しています。

電圧レベル：AC電圧の振幅はDCモーターの定格電圧に一致する必要があります。例えば、DCモーターが120V DCで定格されている場合、AC電圧のピーク値は約120V（つまり有効値は約84.85V AC）であるべきです。

波形：理想的なAC電圧波形は正弦波であり、これにより高調波歪みとモータービブラシが最小限に抑えられます。

考慮事項：

ブラシとコマタ：DCシリーズモーターは電流の換流のためにブラシとコマタを使用します。AC電圧下では、ブラシとコマタの作動条件がより厳しくなり、スパークや摩耗が増加する可能性があります。

温度上昇：損失の増加により、AC電圧下ではモーター内の温度上昇が高くなる可能性があります。

性能の変化：モーターの起動トルクと速度制御特性は影響を受け、DC電力下での性能ほど良くない場合があります。

具体的な例

定格電圧120V DCのDCシリーズモーターを想定します。このモーターをAC電圧で動作させるには、以下のパラメータを選択できます。

AC電圧の有効値：約84.85V AC（ピーク値約120V AC）。

周波数：50 Hzまたは60 Hz。

結論

DCシリーズモーターは適切なAC電圧で動作することができますが、正しい周波数、電圧振幅、および波形などの条件を満たす必要があります。また、ブラシとコマタの作動条件、温度上昇、モーターの性能変化にも注意を払う必要があります。可能であれば、最適な性能と信頼性を確保するために、AC電力用に特別に設計されたモーターを使用することをお勧めします。