Products

Application Catalog
アプリケーションカタログ
ブラシモータ・ユニバーサルモータ
111 - ユニバーサルモータの始動特性解析Module: DP2009-04-14
ユニバーサルモータは直流でも交流でも回転するモータです。構造が簡単、堅牢で、小型化、軽量化、高速回転が可能であることから、家電や産業用電動工具に使用されています。しかし、小型化が進むと、脈動トルクによる振動や始動トルク低下などの問題が生じます。これらの問題を解決するには設計段階でユニバーサルモータの始動特性を把握しておく必要があります。
ここでは、ユニバーサルモータの時刻-回転速度特性、電流波形および時刻-トルク特性を求めています。
106 - ブラシモータの鉄損解析Module: DP,LS2012-03-01
ブラシモータは小容量を中心に多くの機器に数多く使われています。近年の省エネルギー化の要求は、ＨＥＶや大型家電に用いる高性能・大容量モータだけでなく、小型のブラシモータなどにも高効率化を要求しています。この要求に答えるには、損失の低減が重要になります。損失は効率を低下させ、発熱により機器の温度を上昇させ、更に効率を低下させる要因となりますので、損失の大きさや分布を知り、損失を抑えるための設計改善を行う必要があります。モータの損失は銅損と鉄損が支配的ですが、銅損はコイルを流れる電流から概ね知ることができます。しかし、鉄損は材料特性や、駆動状態、形状に依存するため、机上計算での検討が難しいといえます。
有限要素法を利用した磁界解析であれば、モータの形状や電磁気的な挙動が全て考慮されるので、鉄損の分布や総量を見積もることができますから、設計段階での検討に有用です。
ここでは、ブラシモータのステータコアとロータコアの鉄損を求めています。
95 - ユニバーサルモータの基本特性解析Module: DP2012-03-01
電動工具に使われるモータは切断や切削が目的であることが多いため、高回転まで使用出来る事が期待されます。誘導モータは交流周波数で回転数が決まるため、商用電源では高回転を期待出来ません。また、直流ブラシモータは高回転を期待できますが直流を準備する必要があり、商用電源で使用できません。一方、ユニバーサルモータは商用電源に繋ぐことが出来るように設計されたブラシモータで、直流電源でも商用交流電源でも高回転まで回る事が出来るため、電動ドリルのように数千回転での用途にも応える事が可能で、汎用性が非常に高く、日常生活で広く使われています。電動工具は使用者が手に持って使用することが多いため軽量化が要求され、また、振動や騒音の低減も期待されています。ユニバーサルモータの設計において、これらの課題を解決するために開発が行なわれています。
基本構造はブラシモータと同じですが、供給される電源が交流の場合が、出力自体が周期的に変動します。また、停止状態から商用電源が直結されて突入電流が流れるような厳しい状況で使われることもあります。したがって、過負荷時の磁気飽和を評価するためには、材料の非線形磁化特性を考慮する事も必要となるため、これらの考慮が可能な有限要素法を用いた電磁界解析が有用となります。
ここでは、ユニバーサルモータの基本特性であるトルク−電流特性（T-I特性）、トルク−回転数特性（T-N特性）および磁束密度分布を求めています。
71 - 2ブラシ6極19スロットモータの基本特性解析Module: DP2012-03-01
小型のブラシモータは2極3スロットの構造が一般的ですが、高トルクを出すために多極構造を採るものもあります。これは、高トルクを実現できれば減速機構を省くことができるためです。ブラシモータの場合、整流効果を高める効果やトルク変動を抑える目的で、極数とスロット数が割り切れない構成をとることがあります。しかし、トルク変動の低減と引き換えに、トルクを出す面では不利になります。したがって、極数とスロット数の選択は設計テーマとなり、特に小型モータはスロット数が少ないため配分の差が大きくなるため選択が難しくなります。今回の解析モデルは6極19スロット構成なので、1極あたりのスロット数は3.16になりますが、小数で分けることは出来ないため、磁極には3スロットか4スロットと対向することになります。したがって、各コイルに生じる誘起電圧や発生するトルクはアンバランスとなります。
これらの評価を行うためには、正確な磁気回路形状を考慮できる必要があり、またコミュテータを介して接続されたコイルに流れる電流を正確に扱う必要があります。したがって、これらを考慮できる有限要素法を利用した電磁界解析が必要となります。
ここでは、2ブラシ6極19スロットのブラシモータにおけるN-T特性およびI-T特性の解析事例を紹介します。
3 - 永久磁石型ブラシモータの基本特性解析Module: DP2012-03-01
ブラシモータは回転子と固定子の電磁気的な吸引力や反発力によりトルクを発生します。部品点数も少なく駆動回路も不要なことから、小型機器の動力源として広く活用されています。ブラシモータは実際に電磁気現象によってトルクを発生する磁気回路部と駆動回路に相当するブラシ･整流子部で構成されます。ブラシモータの性能向上を図るためには、各部の磁気回路の利用効率を高めたり、非線形材料特性をうまく使いこなすことが必要になります。また、駆動回路に相当するブラシ整流子の適正配置も重要となっています。
設計段階で磁気回路の利用効率やトルク変動、電流波形などを評価するためには、各部の磁束密度を詳細に算出し、トルクを精度よく評価できる有限要素法による電磁界シミュレーションの利用が望ましいといえます。
ここでは、ブラシモータの基本特性であるトルク−電流特性（T-I特性）、トルク−回転数特性（T-N特性）および磁束密度分布を求めています。
一覧へ
Contact US


30日間無料トライアル

アプリケーションカタログ

動画で操作方法を見る
Copyright(C) 2006-2011 JSOL Corporation contact | sitemap  
  Powerd by JMAG Group