ユニバーサルモーター

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ユニバーサルモーターは、AC電源とDC電源の両方で動作できる直列巻き電気モーターです。これらはDCシリーズモーターのものと比較して多くありますが、シリーズモーターは、同等のDC電源から作業する場合よりもAC電源から作業する場合の方が発生するトルクが少なくなります。回転方向は、DC直列モーターのように電機子に関するフィールドへの接続を交換することで変更できます。

ユニバーサルモーターの動作はシリーズに似ています DCモーター 。一方、ユニバーサルモーターはAC動作用に設計されています。 ACまたはDCのいずれかで作業する能力があります。このように、その開発は少し特徴的です。界磁巻線と電機子巻線は直列に接続されており、モーターに電圧が印加されると両方の巻線が通電されます。界磁巻線と電機子巻線は、電機子を回転させる磁界を生成します。適度なユニバーサルモーターには通常、報酬と交換巻線がなく、励起巻線を備えた2つの突極があります。磁場間の応答は、ACまたはDC電源のいずれかによって引き起こされます。




ユニバーサルモーター

ユニバーサルモーター

ユニバーサルモーターは、供給電流の四分円に比例する電気トルクを生成します。同じ電流が界磁巻線と電機子を流れるため、正から負、または負から正へのAC反転は、界磁磁束の極性と電機子を流れる電流の方向の両方に同時に影響します。これは、発生したトルクの方向が正のままであり、回転が同じ方向に続くことを意味します。したがって、ユニバーサルモーターはDCとACの両方で動作できます。したがって、電気トルクは、どの電流極性でもAC電源でも同じトルク方向になります。ユニバーサルモーターの始動トルクは、電機子と界磁巻線を流れる電流によって決まります。これらの巻線の誘導性リアクタンスにより、AC始動電流は常にDC始動電流よりも小さくなります その結果、AC電源の始動トルクはDC電源の始動トルクよりも低くなります。ユニバーサルモーターの特性は、D.C。シリーズモーターの特性と非常によく似ていますが、シリーズモーターは、同等のD.C.電源で動作する場合よりも、AC電源で動作する場合の方が発生するトルクが少なくなります。



電動ドリル、洗濯機、送風機、厨房機器など、ユニバーサルモーターが使用されるさまざまな用途があります。また、速度制御と高品質の速度が必要なさまざまな目的にも使用されます。ユニバーサルモーターも1000ワット未満で見つけることができます。特定の馬力定格のユニバーサルモーターは、同じ周波数で動作する他の種類のACモーターよりも大幅に小さくなっています。

ユニバーサルモーターの速度制御は、次の方法で可能になります

  1. 位相角制御
  2. PWMチョッパー制御

位相角制御方式では、トライアックの発射角度を変えることで速度制御を実現します。位相角制御は非常に費用効果の高いソリューションですが、あまり効率的ではありません。 PWM方式では、整流されたACライン電圧がパワーMOSFETまたはIGBTデバイスによって高周波で切り替えられ、モーターの時変電圧が生成されます。この方法では、安定した速度制御を提供してモーターを制御し、大電流を防止し、AC主電源から最小の高調波電流を引き出す必要があります。これらの要件を満たすには、電流と速度のフィードバックを備えたACチョッパーを使用することをお勧めします。


ACユニバーサルモータードライブは、位相角分割を使用して回転速度を制御します。この方法は、モーターに印加されるRMS電圧を変更することで構成されます。この場合、電圧はトライアックの点火角度の関数です。 DCで動作するユニバーサルモーターの連続速度制御は、 サイリスタ回路 。サイリスタは、正の主電源の半サイクル中にモーターに電力を供給します。サイリスタとその制御装置の両方は、モーター逆起電力がモーター負荷変動を補償して速度を調整するように接続されています。チョッパードライブとしても知られるパルス幅変調(PWM)技術は、モーターに印加される電圧を調整するために使用されます。 PWMデューティサイクルの変化に伴い、モーターから見た実効電圧を変化させることができます。位相角の部分化に関するPWM変調の利点は、効率が高く、音響ノイズが少なく、EMCの動作が優れていることですが、ブラシの寿命に影響を与える可能性があります。

以下のアプリケーションでは、モーターの界磁巻線と電機子巻線は、電機子整流子を介して直列に接続されています。したがって、ユニバーサルモーターはACシリーズモーターまたはAC整流子モーターとも呼ばれます。ユニバーサルモーターは、位相角ドライブとして制御できます。このアプリケーションでは、位相角制御技術を使用して、モーターに与えられる電圧を制御しました。ゲートパルスの位相シフトにより、モーターから見た実効電圧を変化させることができます。位相角ドライブにはトライアックが必要です。これらはサイリスタファミリの一部であり、シリコン制御整流器と密接に関連しています。ただし、一方向にのみ電流を流すことができる単方向デバイスであるSCRとは異なり、トライアックは双方向であるため、電流はどちらの方向にも流れることができます。これらは、モータードライブなどの回路でよく見られます。トライアックは通常、家庭用調光スイッチのような単純で低電力のアプリケーションで見られます。

MOC3021はオプトカプラーです。オプトカプラーは、入力電流によって変調された光線で入力側と出力側を接続します。有用な入力信号を光に変換し、誘電体チャネルを介して送信し、出力側で光をキャプチャして電気信号に戻します。これらは通常、小さな6ピンまたは8ピンのICパッケージで提供されますが、基本的には組み合わせです。 2つの異なるデバイスのうち、光送信機、通常はガリウムヒ素LEDと、フォトトランジスタや光トリガーダイアックなどの光受信機。 2つは、2つの間の電流の流れを遮断するが、光の通過を許可する透明なバリアによって分離されています。 MOC3020シリーズは、シリコンバイラテラルスイッチに光学的に結合されたガリウムヒ素赤外線発光ダイオードで構成されています。これらは、分離されたトライアックトリガーを必要とするアプリケーション向けに設計されています。

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