haratkhr技報

SRモータ技術研究所

ファン用SPMモータ

小形 排熱 ファン 用の角形ブラシレスファンには、低コストのアウトローター型のSPMモータが使われています。 単相4磁極/8極磁石極 単相で起動出来る位置に止まるように着磁が一部非対称になっています。磁極、ギャップは対称です。 磁石:2mm厚x10m…

VHS用SPMモータ 2

VHSビデオプレーヤーのテープを送るキャプスタンにはホール素子を使用したSPMモータ が使われています。 三相24磁極/16極磁石極 磁石:2.2mm厚x6mmフェライト磁石 ヨ-ク断面積:0.5x9mm 外側:速度検出用ラバーフェライト磁石 t1.0mm 巻線 …

VHS用SPMモータ 1

VHSビデオプレーヤーの回転磁気ヘッドにはホール素子を使用したSPMモータ が使われています。 三相12磁極/16極磁石極 磁石:2.5mm厚x5mm ヨ-ク断面積:0.5x6mm 巻線 磁路断面1.5x2.5mm Φ0.12mm 約100ターン 巻線の合成抵抗:13.6Ω インダ…

FD用SPMモータ

フロッピードライブにはホール素子を使用したSPMモータ が使われています。 鉄板ベースのP基板が使われています。 三相12磁極/16極磁石極 磁石:2mm厚x5mm ヨ-ク断面積:0.5x6mm 巻線 磁路断面2.0x3.0mm Φ0.25mm 約60ターン 巻線の合成抵抗…

DVD用SPMモータ

DVDプレーヤーにはホール素子を使用したSPMモータ が使われています。 三相9磁極/12極磁石極 磁石:1mm厚x5mm ヨ-ク断面積:0.5x6mm 巻線 磁路断面1.5x3.5mm Φ0.25mm 約60ターン 巻線の合成抵抗:1.4Ω インダクタンス:0.61mH(磁石無し) …

最新記事/記事一覧

8月はSPMモータ(ブラシレスDCモータ)を取り上げます。 2017 08 13 DVD用SPMモータ を追加しました。 2017 08 12 HD用SPMモータ を追加しました。 2017 08 11 扇風機用SPMモータ を追加しました。 2017 08 10 アウターロータ型SPMモータ を追加しました…

HD用SPMモータ

ハードディスク用SPMモータは、アウターロータ型です。 センサーレスで駆動されます。 三相12磁極/8極磁石極 磁石:1mm厚x4mm フェライト磁石 ヨ-ク断面積:1.0x5mm 巻線 磁路断面2x2.5mm Φ0.14mm 62ターン 中性点-U、V,W間抵抗:2.8Ω …

扇風機用SPMモータ

扇風機のモータのDC化が進んでいます。 誘導モータよりDCブラシレスモータに代えることにより、消費電力が約1/2になっています。 50/52W -> 24W スイッチング電源を搭載し、DC24Vでをモータを駆動しています。 今回、紹介するのは、アウターロータ…

アウターロータ型SPMモータ

希土類磁石を使用した模型飛行機用のアウターロータ型SPMモータを紹介します。 希土類磁石を使用したSPMモータは、機械強度で有利なアウターロータ型が採用されます。 高磁束密度、多極化の高出力密度のモータです。 センサーレスでブラシレスアンプで駆動し…

PMブラシモータ

模型飛行機用のモータを例に、PMブラシモータを調べてみました。 小型、高速モータです。 定格電圧/定格電流/定格電力 7.2V/4.4A/32W 9.6V/6.7A/64W 永久磁石:フェライト 磁石表面積:13x13mm 電機子磁路断面積:3x13mm 巻線の線径:0.35mm…

SPMモータの多極化

SPMモータのトルクを大きくするには、速度起電力を大きくする必要があります。 速度起電力を大きくするする方法には、永久磁石の高磁束密度化と多極化があります。 高磁束密度化には、ネオジム磁石等の希土類磁石が用いられています。 SPMモータの速度起電力…

SPMモータの実測トルク

重量秤を用いてトルクを簡易測定してみました。 トルク測定結果 1A 12g 0.003 N・m 2A 26g 0.006 N・m 3A 45g 0.011 N・m 5A 75g 0.019 N・m 8A 120g 0.029 N・m 10A 150g 0.037 N・m 13A 195g 0.048 N・m 誤差があるとと思いま…

SPMモータのトルク

トルクは速度起電力を計算するか又は、計測することにより求めるられます。 計測の結果、 定格の0.2N mを得るには巻線電流は5Aになります。 定格の2倍の0.4N mを得るには巻線電流は10Aになります。 SPMモータの巻線仕様 で並列巻線の飽和電流値=40Aと推…

SPMモータの速度起電力

SPMモータの速度起電力は、直接測定できます。 U、V、W巻線電圧を測定してみました。 SPMモータの速度起電力は、磁石の磁束密度と巻線の仕様より計算できます。 磁石の磁束密度は磁石の特性データと磁路の計算より求めることができますが、今回例にしたSP…

SPMモータの回転原理

一般に、SPMモータの回転原理は、ローター磁石とステータ巻線で励磁された電磁石が、引き合いと反発により回転していると説明されています。 この説明は正しいと思いますが、SPMモータの設計者には、適切な説明でないと考えています。 この技報のSPMモータの…

SPMモータの巻線仕様

1.インダクタンス 2組の巻線の磁気回路は独立しています。(相互関係はありません。) 各固定子巻線のインダクタンスは1.1mHで、並列接続されている為、U、V、W端子と中性点のインダクタンス各々0.55mHです。 2.巻数の推定 巻線に分析用巻線6Tを設け…

SPMモータの磁気回路

磁気回路は積層珪素鋼板、フェライト磁石で構成されています。 ロータは、積層珪素鋼板にフェライト磁石(7mm厚)4枚が貼り付けられ、4磁極が構成されています。 フェライト磁石の飛散を防止するため保護フイルムでカバーされています。 ステータは6極、…

SPMモータ(ブラシレスDCモータ)

永久磁石型同期(PMSM)モータと、ブラシレスDCモータは、基本的に同じ構造をしていますが、メーカーにより異なった呼び名をしており統一されていません。 一般には、同期電動機は、シンクロナスモーターとも呼ばれ、同期速度で回転する電動機ですが、ここでは…

7月の記事

7月も、これまでの記事を見直しました。 2017 07 29 鉛バッテリー充電器/セルスターター を追加しました。 2017 07 20 SRモータの設計法を書き直しました。 2017 07 19 磁気回路の定義及び計算式に ギャップの蓄積エネルギー密度uを追加しました。 2017 0…

記事の見直し

6月は、これまでの記事を見直しました。 2017 06 24 自転車の発電機 を追加しました。 2017 06 21 トランスの励磁突入電流 を追加しました。 2017 06 20 100記事に際して の巻線の電流方向を記号で示した図を修正しました。 2017 06 18 PFC回路 を追加しまし…

100記事に際して

以下の記事より数えて 100になりました 2016-12-21 はじめに 編集 SRモータの開発を行っています。 SRモータを試作し特性をもとめ、基本動作を見直すことにより、従来の課題を解決する方策が見えてきました。 実験、試作、思考により得られた、モータの…

鉛バッテリー充電器/セルスターター

2017-07-29 EV用の充電回路の検討に先立ち、鉛12Vバッテリーの充電器/セルスターターを調べてみました。 充電電流はトランスの2次電圧12.6Vと抵抗値約0.5Ω(巻線の抵抗値、制限抵抗)により設定されています。 充電が進むと電池電圧が上昇することにより…

自転車の発電機

自転車の発電機は、リブダイナモとハブダイナモがありますが、どちらも出力は交流です。 ダイナモとは、整流子を使った直流発電機を意味しますが、発電機がダイナモと呼ばれる場合があります。 自転車の発電機は、特殊な構造になっています。 巻線は円形ボビ…

ステップモーターの仕様

仕様を簡略にまとめてみました。 鉄心 固定子の鉄心はt0.5mm1枚とかきましたが、実際は3枚で構成されています。 巻線を組み込むため2分割された2枚と、つなぎめの影響をなくすための1枚で構成されています。 分解調査はしていませんが、つなぎめはコ…

クオーツ時計のステップモーター

磁石の回転子を一つのコイルで回転させます。 固定子の鉄心はt0.5mm1枚で形状に工夫があります。 固定子のギャップ寸法が一様でなく、狭い部分と広い部分があります。 コイルに通電していない時、回転子のN極S極はギャップの狭い固定子にリラクタンス…

New SRモータの詳細

要望はありませんでした。 詳細の紹介に代えて、出願した特許の考え方を紹介します。 トルクの法則 の内容は、出願した特許の構成と異なりますが、考え方は共通です。 回転子に巻線、磁石を配置しないでトルクを得る方法を考えています。 トルクの法則 の中…

New SRモータの紹介

SRモータをオンライン電子出願して一ヶ月がたちました。 SRモータの弱点 で出願した特許の見通しを紹介しましたが、詳細は未公開でした。 連休中はこの技報の更新を休みますが、要望があれば、休み明け後に詳細を紹介します。

誘導モータの強み

全てのモータは、電流を流す巻線を選択する機構を持っています。 直流モータは整流子、同期モータ、SRモータは位置検出器と半導体駆動回路で巻線を選択しています。 誘導モータには巻線を選択する機構が無いようにみえますが、トランスの2次巻線として、電…

カゴ型ローター

カゴ型ローターの鉄心は珪素鋼板にします。 フェライトにしないのは、回転子には鉄損失がほとんどないとされているからです。 又、珪素鋼板でないと高速回転に耐えられません。 回転子の鉄心には滑り周波数が印加されます。 駆動周波数は15kHzですが滑り…

多極化の巻線法

三相交流発電機のシンプルな巻線法を電機設計の教科書より抜粋します。 単層巻線、二段巻線でq=3、三相、4極の巻線の場合は36溝となりますす。 U,V,Wを端子とし、X,Y,Zを短絡して中性点とするとスター結線が得られます。 電流の方向と磁束の方向…

New誘導モータの課題

高周波で誘導モータを駆動することは新しいことでなく、従来より検討されてきたと思います。 製品化されている商品もあるはずですが、広く普及していません。 ブレークスルーしなければならない課題があると推定しています。 模擬開発 の「単相誘導モータの…

New誘導モータの可能性

NewSRモータは誘導モータを改造して回転することを確認しました。 New誘導モータは机上構想で可能性を見出した段階です。 高周波駆動とフェライトコアの採用により、トランスの小型化、効率の改善をはかり、単相駆動と多極化で回転数を軸受けの限界まで低下…

誘導モータの弱点

1.誘導モータは電機子電流を変圧器の2次電流としているため、銅損が増えます。 固定子の1次巻線と、カゴ型ローターの1ターンの2次巻線で変圧器を構成しています。 直流モータ、同期モータと比較すると、必要なVAは2倍になります。 2.回転数に対応して交流…

単相誘導モータの速度制御

扇風機のモータにはコンデンサ始動式単相誘導モータがつかわれ、回転速度を変えています。 強風 無負荷 1700rpm(羽無し) 強風 1280rpm 中風 900rpm 弱風 680rpm 風を変え、巻線電圧、コンデンサ電圧を測定してみました。 回転速度を制御してい…

単相誘導モータのコンデンサ 始動式

コンデンサ始動式の場合、S巻線電圧が始動時と定格回転時とで異なります。 カゴ型ローターの抵抗値が巻線と並列に入り、速度起電力が巻線に発生するためベクトル図は難解ですが、単純に電圧の三角形を描くと下図になります。 1.コンデンサを常時接続する場…

インバータ始動式

引き続き検討していました、単相誘導モータ インバータ始動式のの基本設計及び基本動作確認が完了しました。 この回路図は構成を示す概念図です。 60Hz、50Hz共用です。 定格回転数になると励磁電圧が上昇するの検出しインバータを自動停止します。(遠心…

SRモータの弱点

1.力率が低い 力率が低いとインバータ駆動の半導体スイッチの電流が大きくなり、オンロスが増えます。 2.巻線の稼働率が低い 標準の6/4突極3相SRモータの場合、働いているいる巻線は1/3のにで、2/3の巻線は休んでいます。 DCモータは全巻線が常に働い…

模擬開発完了

主電源DC140V(330μF)、IPD制御電源DC18V、制御回路、ハイサイドドライバー回路、FETブリッジ回路を作成し、動作確認用試作品は完成しました。 完成後、抵抗負荷で出力試験を行いました。 動作確認後、モータを接続し始動試験を行いました。 …

回路シュミレーション

前回設定した目標に合致する出力が得られる様に、検討を繰り返し以下の結果になりました。 再度の確認は必要ですが、基本回路は完成です。 電源電圧と同相の台形波励磁電流が得られています。 回路図はこのシュミレータの仕様にあわせてカスタマイズしている…

主回路の設計

主回路はHB回路かPP回路になります。 S巻線の中間点に接続点を設けるPP回路にしたいですが、今回使用するモータの巻線をチェックしたところ無理と判断しました。 主回路はHB回路でハイサイドドライバーでの駆動になります。 電源の谷部で電流を流さ…

測定値の検証

シュミレーションにより、モータの特性測定値の検証を行う。 ほぼ一致している事を確認しました。 今後シュミレーションによりインバータ式の駆動方式の検討、回路設計を進めていきます。 設計ポイント 動作原理の視点を変えて、回転磁界を作ることは、全く…

モータの特性測定

開発の基礎データの収集を行います。 回転数測定 1750rpm(60Hz) -> 4極単相コンデンサモータです。 直流抵抗測定 34Ω(M巻線) 34Ω(S巻線) 巻線インダクタンス:ロータ巻線で短絡状態のためは測定不能。 電圧、電流、波形の測定 回路図 1.停止時…

模擬開発

はじめにに書きましたが、この技報はNewSRモータの設計者教育として始めました。 研究、開発とはどの様に行われるのかを紹介するため、模擬開発を行います。 開発テーマは「単相誘導モータの新始動方式の開発」にします。 商品化されている方式に追加し…

モータの原理と効率

誘導モーターの原理を見直してきましたが、最後に、直流モータとスイッチトリラクタンスモータの動作を、先日、出願したスイッチトリラクタンスモータの明細書で説明します。 【発明を実施するための形態】の抜粋 【0024】 従来の直流モータの巻線の構成…

アラゴの円盤

一般に、アラゴの円板から誘導モータの動作が説明されます。 “アラゴの円板”は磁石を銅製の円板に接近させ、磁石を回転させると銅円板も回転する現象です。 銅円板には“電磁誘導の法則”および“レンツの法則”にしたがって発生した渦電流が流れ、“フレミングの…

同期モータ

同期モータの動作は一般に「回転磁界」で説明されています。 磁界の中に互いに反対の磁極が向きあうように磁石をおいて、外側の界磁のほうを回転させれば、吸引力によって、中の磁石も回転磁界の速さと同じ速さで回転します。 磁石は電磁石または永久磁石P…

三相誘導モータ

三相誘導モータの動作は一般に「回転磁界と滑り」で説明されます。 三相誘導モータの固定子は各相の巻線が電気角で2π/3ずつずらして巻線され、一次に流れる三相の励磁電流によって固定子の中を一定速度で回転する回転磁界を生ずる。 二次側の回転子はこの回…

積算電力計

積算電力計の回転円板の駆動トルクは、渦電流と磁束との関係で説明されるのが、一般的になっています。 移動磁束での説明は少なくなっています。 回転円板の駆動トルクは、電流磁束による渦電流と電圧磁束との間のトルクと、電圧磁束による渦電流と電流磁束…

くま取りコイル単相誘導モーター

くま取りコイル単相誘導モーターの解説は、一般的に以下の様になっています。 固定子磁極の一部に溝をつくり、これに短絡銅帯(くま取りコイル)を設る。 くま取りコイルがある部分の磁束は端絡環に短絡電流が流れるので、位相がコイルがない部分の磁束より…

コンデンサ始動単相誘導モーター

コンデンサ始動単相誘導モーターの解説は、一般的に以下の様になっています。 主巻線と始動巻線を直角方向に配列し、始動巻線にコンデンサを接続すると、各巻線の電流は90°の位相差のある交流となり、主巻線の磁束と始動巻線の磁束の合成磁束は一定の値で反…