電気モーターとは何か

電気モーターとは何か

電気モーター（または電気モーター）は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電気機器です。ほとんどの電気モーターは、モーターの磁界とワイヤ巻線内の電流との相互作用によって動作します。この相互作用により、ファラデーの法則に基づいてトルク形式の力が生成され、モーターの軸に適用されます。

電気モーターは、バッテリーや整流器などの直流（DC）電源で動力供給することができます。また、インバーターや発電機、電力網などの交流（AC）電源でも動力供給できます。

モーターは21世紀の技術の多くを可能にする理由です。

モーターがなければ、我々はまだトーマス・エジソンの時代に留まっており、電気の唯一の目的は電球を点灯させることだけだったでしょう。

電気モーターは、自動車、列車、電動工具、ファン、エアコン、家庭用電化製品、ディスクドライブなど、多くの場所で見られます。一部の電気時計も小さなモーターを使用しています。

異なる用途のために開発された様々なタイプのモーターがあります。

電気モーターの基本的な動作原理は、ファラデーの誘導の法則に基づいています。

つまり、交流が変動する磁界と相互作用することで力が生成されます。

モーターの発明以来、この工学分野では多くの進歩があり、現代のエンジニアにとって極めて重要な主題となっています。

以下に、現在の時代で使用されている主要な電気モーターについて説明します。

電気モーターの種類

様々な種類のモーターには以下のものがあります：

• DCモーター

• 同期モーター

• 3相誘導モーター (一種の 誘導モーター)

• 単相誘導モーター (一種の誘導モーター)

• その他の特殊なハイパーリンクモーター

モーターは以下の図に分類されています：

上記の4つの基本的なモーターの分類の中で、DCモーターは、名前の通り、唯一の直流で駆動されるものです。

これは最も原始的な電気モーターで、磁界内の導体を通る電流の流れによって回転トルクが生成されます。

残りはすべて交流電気モーターで、交流によって駆動されます。例えば、同期モーターは常に同期速度で動作します。

ここでは、ローターは電磁石であり、スターターの回転磁界と磁気的にロックされて一緒に回転します。これらの機械の速度は、周波数（f）と極数（P）を変えることで調整されます。Ns = 120 f/P。

別のタイプの交流モーターでは、回転磁界がロータ導体を切断し、これら短絡されたロータ導体中に循環電流が誘導されます。

磁界との相互作用とこれらの循環電流により、ローターは回転を始め、その回転を続けます。

これは誘導モーターであり、非同期モーターとも呼ばれ、同期速度よりも低い速度で動作し、回転トルクと速度はスリップによって制御されます。スリップは同期速度 Ns とロータ速度 Nrの差異を与えます。

これは、変動する磁束密度による起電力誘導の原理に基づいて動作します。そのため、誘導機械という名称があります。

単相誘導モーターは、3相モーターのように、磁束による起電力誘導の原理に基づいて動作します。

しかし、3相モーターとは異なり、単相モーターは単相電源で動作します。

単相モーターの起動方法は、二重回転磁界理論とクロスフィールド理論という2つの確立された理論によって制御されています。

上記の4つの基本的なモーターの他にも、いくつかの特殊な電気モーターがあります。

これらには、直線誘導モーター（LIM）、ヒステリシスモーター、ステッピングモーター、およびサーボモーターが含まれます。

これらの各モーターには、産業のニーズや特定のガジェットでの使用に応じて開発された特別な特徴があります。

例えば、ヒステリシスモーターは、その小型かつコンパクトな性質から手巻き時計に使用されます。

モーターの歴史

1821年、イギリスの科学者マイケル・ファラデーは、磁界内に電流を