ヒステリシスモータとは何か

ヒステリシスモータとは何ですか？

ヒステリシスモータの定義

ヒステリシスモータは、ロータに発生するヒステリシス損失を利用して動作する同期モータです。ロータは高残留磁束を持つ硬化鋼で作られており、単相モータであり、そのロータは非磁性の軸支持部を有する強磁性材料で作られています。

ヒステリシスモータの構造

• 単相スタータ巻線

• 軸

• シャーディングコイル

スタータ

ヒステリシスモータのスタータは、単相電源から同期回転磁界を生成するように設計されています。主巻線と補助巻線の2つの巻線を持っています。一部の設計では、スタータにはシェードポールも含まれています。

ロータ

ヒステリシスモータのロータは、高いヒステリシス損失特性を持つ磁性材料で作られています。このような材料の例としてはクロム、コバルト鋼、アルニコ合金があります。ヒステリシスループの面積が大きいため、ヒステリシス損失が大きくなります。

動作原理

ヒステリシスモータの起動挙動は単相誘導モータと同じで、運転挙動は同期モータと同じです。以下に示す動作原理に基づいてその挙動を段階的に理解することができます。

スタータに単相交流電源が供給されると、スタータ内で回転磁界が生成されます。

回転磁界を維持するために、主巻線と補助巻線には始動時および運転時に継続的に電源が供給されなければなりません。

始動時には、スタータ内の回転磁界によってロータに二次電圧が誘導されます。これによりロータ内に渦電流が生成され、トルクが発生し、ロータが回転を開始します。

したがって、渦電流トルクとともにロータ内でヒステリシストルクが発生します。ロータの磁性材料は高いヒステリシス損失特性と高い残留磁束を持つため、ヒステリシストルクが発生します。

ロータは安定運転状態に達する前に滑り周波数下で動作します。

したがって、ロータが誘導現象による渦電流トルクによって回転を開始すると、単相誘導モータのように動作します。

ヒステリシス損失

f rはロータでの磁束反転の周波数（Hz）

Bmaxはエアギャップでの最大磁束密度（T）

Phはヒステリシスによる熱損失（W）

khはヒステリシス定数

トルク-速度特性

ヒステリシスモータは一定のトルク-速度特性を持っているため、様々な負荷に対して信頼性があります。

ヒステリシスモータの種類

円筒形ヒステリシスモータ： 円筒形のロータを持っています。

ディスク形ヒステリシスモータ： 環状のロータを持っています。

周囲磁場ヒステリシスモータ： 非磁性材料のリングで支持されたロータを持ち、磁気透過性がゼロです。

軸方向磁場ヒステリシスモータ： 磁性材料のリングで支持されたロータを持ち、磁気透過性が無限大です。

ヒステリシスモータの利点

• ロータに歯車や巻線がないため、動作中に機械的な振動が発生しません。

• 振動がないため、動作は静かでノイズがありません。

• 慣性負荷の加速に適しています。

• ギアトレインを使用することで多段速制御が可能です。

ヒステリシスモータの欠点

• ヒステリシスモータの出力は、同じ寸法の誘導モータの出力の約四分の一です。

• 効率が低い

• トルクが低い

• 力率が低い

• このタイプのモータは非常に小さなサイズでのみ利用可能です。

応用

• 音響設備

• 音響記録装置

• 高品質レコードプレイヤー

• タイマー装置

• 電気時計

• テレプリンター