DC モーターの主な 3 つのタイプは、励起方法 (つまり、固定子磁場の生成) に基づいて分類されます。つまり、別励起 DC モーター、並列励起 DC モーター、および直列励起 DC モーターです。
次のように、構造、特性、および適用シナリオに大きな違いがあります。
1. 他励式DCモータ
基本原則
ステータの励磁巻線(磁場を発生させるコイル)には、ローターの電機子巻線(電磁トルクを発生させるコイル)とは異なる独立した DC 電源によって電力が供給されます。
両者の回路は互いに分離されており、干渉しません。
主な特徴
高い制御精度:励磁電流と電機子電流を独立して調整できるため、速度とトルクの制御が非常に正確です。
広い速度範囲: 励磁電流を調整することで、定格速度の上下に広い範囲の速度制御を実現できます。
高コスト: 追加の独立した励起電源が必要なため、初期の設備コストと回路の複雑さが高くなります。
代表的な用途
次のような高い制御精度が求められるシナリオに適しています。
産業用工作機械(旋盤、フライス盤など)
ロボットサーボシステム
電気自動車のトラクションコントロール
2. シャント巻DCモータ
基本原則
固定子の励磁巻線は回転子の電機子巻線と並列に接続され、同じ直流電源を共有します。
励磁巻線の抵抗が大きいため、流れる励磁電流は小さく安定しています。
主な特徴
安定した速度:負荷が変化しても速度変動は最小限でほぼ一定です(励磁電流は負荷の影響を受けないため、磁界強度は安定しています)。
中程度のトルク:始動トルクは中程度で、機器がスムーズに稼働するのに適しており、重負荷の始動には適していません。
シンプルな構造:独立した励磁電源が不要で、メンテナンスが容易、他の励磁モーターに比べてコストが低くなります。
代表的な用途
次のような安定した回転速度を必要とするデバイスに適しています。
遠心水ポンプ、換気扇
コンベアベルト、コンプレッサー
印刷機械、繊維機械
3. シリーズワンDCモーター
基本原則
固定子の励磁巻線は回転子の電機子巻線と直列に接続されており、励磁巻線と電機子巻線の両方に同じ電流が流れるため、磁界の強さは電機子電流に比例します。
主な特徴
非常に高い始動トルク: 始動時には電機子電流が最大になり、磁場が最も強くなるため、他のタイプの DC モーターをはるかに上回る始動トルクを生成できます。
速度は負荷に応じて劇的に変化します。負荷が減少すると、速度は急激に増加します(「フライング」によりモーターが損傷する可能性もあります)。
負荷が増加すると速度が大幅に低下します。
頑丈な構造: 励磁巻線は抵抗が低く、巻数が少なく、シンプルで耐久性のある構造で、過酷な作業条件に適しています。
代表的な用途
次のような過大な始動トルクを必要とする大型機器に適しています。
電気機関車、路面電車
クレーン、ウインチ
内燃機関スターターモーター(自動車スターターモーターなど)