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基礎知識

基礎編

ブラシ付きDCモータ

ブラシ付きモータの構造

ここからは、各種モータの構造、動作原理、駆動方法について解説していきます。最初は、ブラシ付きモータです。

ブラシ付きモータの構造

模型などでよく使用されるブラシ付DCモータの外観と、一般的な2極(2つの磁石)、3スロット(3つのコイル)タイプを分解した各部を示します。おそらく、多くの方は、モータを分解して磁石を取ったなどという経験があるのではないかと思います。

永久磁石は固定されていて、コイルが内部中心で回転できるようになっています。固定している側をステータ、回転する側をロータと呼びます。

図:ブラシ付きDCモータ外観。

図:ブラシ付きモータの内部構造。

以下は、構造概念を示した構造略図です。

左図:ブラシ付DCモータ内部構造略図。右図:ブラシ付モータの整流子とコイル接続等価回路。
回転の中心となる軸の回りに、3枚の整流子(電流切り替え用の湾曲した金属片)があります。整流子は互いに接触しないように間隔をもって120°毎(360°÷3枚)に配置されます。整流子は軸の回転にあわせて回転します。

1つの整流子には1つのコイル端と別のコイル端が接続されおり、3つの整流子と3つのコイルで回路網としてはひとつながり(環状)になっています(「整流子とコイル接続等価回路」参照)。

2つのブラシ(「ブラシ付モータ内部構造略図」参照)は、0°と180°の位置に固定されており、整流子と接触するようになっています。ブラシには外部のDC電源が接続され、ブラシ→整流子→コイル→ブラシの経路で電流が流れます。

キーポイント

  • ・ブラシ付きモータには名称の通りブラシと呼ばれる電極が存在する。
  • ・構造は、ステータ、ロータからなり、ステータには磁石、ロータにはコイルと整流子が含まれる。