モーターガイド

モーターは産業機械に欠かせない部品です。しかし、それらはどのように機能し、どのような種類があるのでしょうか？この記事では、電気モーターの違いを詳しく解説し、どれが最も効率的かを説明しています。

電気モーターを購入する際には、必要な作業に応じて、様々なタイプを検討する必要があります。電気モーターは一般的に2つのカテゴリーに分類されます: 交流モーターはAC、直流モーターはDCです。

家庭や企業に供給される電気は交流で、電子が一定の間隔で切り替わる電流です。

直流は、電子が一方向にのみ流れる電流です。一般的に、多くの電化製品にはAC/DCアダプターが使われています（あるロックグループが自分たちの名前のインスピレーションを得たのもこの方式です）。

私たちが送電網から交流を使う理由は、送電網から直流を使うよりも変圧器で昇圧・降圧する方がはるかに簡単だからです。その方が早く、簡単で、したがって安い。多くの電化製品や機械は直流で動いています。しかし、モーターはその種類によって、両方で作動することもあります。

DCモーターの種類

DCモーターにはさまざまな種類があります：

永久磁石モーター：

内部の固定子に永久磁石を備えたモーターです。始動トルクが大きく、速度制御が容易であるため、自動車などで広く使用されています。

直列モーター：

ステーターに界磁巻線を持ち、そこに電流を流すモーターです。一定のトルクを発生しますが、永久磁石モーターとは異なり、速度の調整ができません。

シャントモーター：

複合巻線モーターや巻線界磁モーターとも呼ばれ、速度調節が得意です。旋盤、ベルトコンベヤー、リフトなど、さまざまな機械で使用されています。

また、DCモーターにはブラシ付きモーターとブラシレスモーターの2つの主なタイプがあります。ブラシ付き電動機は機械的整流子を使用しますが、ブラシレス電動機は電気整流子を備えています。

電気モーターの性能を評価する際には、その動作原理を理解するだけでなく、その効率も重要です。100％エネルギー効率のモーターは存在しないことを理解しておくことが重要です。なぜなら、電気的なエネルギーを機械的なエネルギーに変換する過程で必ずエネルギーが損失するからです。

ただし、非常に効率の高いモーターを使用することは可能であり、その効率を計算することで、得られる出力を一定程度見積もることができます。モーターの効率は、出力（ワット）を入力（ワット）で割ることで計算できます。この計算により、使用するエネルギー量と得られる出力を比較し、モーターのエネルギー効率を判断するのに役立ちます。

もちろん、電気モーターを使用する際に考慮すべき効率は他にもあります。例えば、エネルギー効率は運転効率にも影響を与えます。モーターに必要なエネルギーが多ければ多いほど、コストが高くなり、運転効率が低下します。

また、効率はモーター自体の出力に留まりません。電気モーターは内燃エンジンと比較して、部品数が50％少なく、製造にかかる労力が約30％少ないことも効率性の一部です。

電気モーターは、今後10年間の変革の主要なドライバーとなるでしょう。2030年までに英国で販売される新車はすべて電気自動車になり、個人旅行や産業は劇的に変わるでしょう。

自動車では通常、ACタイプの電気モーターが車輪を駆動します。モーターはシャフトを駆動し、そのシャフトをギアで各車輪に変換する方法や、各車輪に独立した電気モーターを搭載する方法があります。

これらのモーターの効率は驚異的です。エネルギーの85％近くが運動に変換されるのに対し、内燃機関では20％程度に過ぎず、残りは熱によって失われます。

電気モーターはすでに、よりクリーンで環境にやさしい未来へと産業を変えています。今後10年間、各国政府が電気を最大限に活用するための規制を強化するにつれ、この傾向はさらに加速するでしょう。