電動機におけるコムトーレーターとは何ですか？

🚗 電動機の種類

図1 電動機の種類

電動機は、電気エネルギーを機械的運動に変換する装置です。主に3種類あります：

• 直流モーター（DC）： コミュテータを使用して、電流方向を切り替えながら一方向の回転を維持します。
• 交流モーター（AC）： 交流によって駆動され、機械的なスイッチングは不要です。
• ブラシレスDCモーター（BLDC）： センサーを使用して電子的にコムテーションを行い、機械的なコミュニレータを使いません。
• 同期モーター： ACモーターの一種です。
• 非同期モーター：交流モーターの一種です。
• ブラシ付きDCモーター（BDC）：直流モーターの一種です。
  

👉 この記事では、特にコムテータが動作に重要な役割を果たすDCモーターに焦点を当てています。

⚙️ コムテータはどのように機能するのか？

図2 磁場におけるトルク

トルクが生じる可動子のレバーアームは、コイルの角度（cos α）に応じて変化します。したがって、コイルがステータの磁場に対して垂直（真横）の場合、トルクは生じません。これがDCモーターに複数のコイルがある理由です。
画像提供: ジョージア工科大学

コンミュテーターは、DCモーターのロータ（可動子とも呼ばれます）に取り付けられた分断された銅リングです。これは、電流をロータに供給するカーボンブラシと協力して動作します。

作業原理

1. コイルに電流が流れると、磁界内でトルク（ねじれ力）が発生します。
2. コイルが回転する際、電流の方向が変わらない場合、電磁力の方向が変わり、モーターが停止または逆回転します。
3.コムチューターは回転180°ごとに電流の方向を自動的に切り替えて,トルクを同じ方向に保持します.

短時間で電磁場がどの方向に向いているかを制御するために コイルをオンオフします

DC モーターのコアコンポーネント

写真を撮った 3 DCモーターの基本構造

画像: electrical4u.com

🧠 重要な洞察: コムテータとブラシは、接触システムを形成し、電磁力が常に同じ方向を向くようにして、スムーズな回転を可能にします。

🔌 コムテータの役割とは？

• 💡 回転を一方通行に保つ: モーターが毎回180°回転ごとに停止または逆回転するのを防ぎます。
  
• 🔁 コイル電流を逆転させる: 極性を適切なタイミングで切り替えます。
  
• 🔥 電磁極性を制御する: アーマチュア巻線への電気の適切な流れを確保します。

📷 見てのおきがえし： 可換子を時間制御のスイッチと考えて、それは毎回半回転ごとに電流を切り替え、連続的な動きを維持します。

📈 可換子はなぜ重要か？

• ✅ 連続的な回転を可能にする：これを設けないと、モーターは前後に振動するだけです。
  
• ⚙️ 定常トルク出力を維持する：回転方向にアーマチュアの力が揃うよう保ちます。
  
• 短回路と火花を防ぐ: 誘発電圧がゼロである"中立ゾーン"のおかげで.
  
• 効率を向上させる:現代コンムータは高品質の銅段 (少量銀) と炭素ブラシを使用し,耐久性や摩擦が低い.

概要

交流機は直流モーターの重要な部品で,電流の方向を armature内で切り替えて,スムーズで連続した回転を可能にします.