エグゼクティブ DC モーターおよびタコジェネレーター

DCエグゼクティブモーター

直流アクチュエータは、オートメーションおよびテレメカニクス、自動化設備の自動制御、調整および制御システムで使用される低電力機械であり、測定デバイスの電気信号 (制御電圧) をシャフトの角運動に変換して影響を与えます。制御、調整、または制御装置の... 入力信号が駆動モーターを駆動するには不十分な場合、磁気または半導体パワーアンプが使用されます。

駆動モーターは通常、頻繁に始動、停止、逆転を繰り返して動作します。優れた始動トルクと速度が特徴です。ほとんどの場合、アーマチュアのトルクと速度の制御電圧への依存性は線形に近くなります。

電気回路の電源システムに応じて、電機子制御の駆動モーターと極制御の駆動モーターが区別されます。電機子制御では、制御巻線は端子に制御電圧が供給される電機子巻線であり、一定の励起電流が定電圧電気エネルギーの独立した電源を提供します。極制御の場合、制御コイルが一次極励磁コイルとして機能し、制御電圧がその端子に供給され、独立した DC 電圧源によって設定された電機子端子電圧は変化しません。

通常はアンカーステアリングを使用します。制御電圧の極性を反転すると、アーマチュアが逆方向に回転します。

エグゼクティブ DC モーターは、通常および特別な設計の数分の 1 ワットから 600 W までの電力定格で製造されています。

通常の設計のモータは一般的な直流機と似ていますが、電機子と同様に主極を備えたフレームが互いに絶縁された薄い電磁鋼板で組み立てられており、これにより特性が向上しています。過渡的な状況では。さらに、電機子の反力が小さく、スイッチングプロセスが完全に満足のいくものであるため、これらの機械には追加の極はありません。電機子の速度が低いため、このようなモーターのシャフトにはファンがありません。

特殊設計のモーターには、永久磁石を使用して主磁界を励起する磁気電気機械や、アーマチュアの設計が異なる低慣性機械が含まれます。後者には、中空の非磁性アーマチュアを備えたモーター（ベアリング シールドに取り付けられた内部固定強磁性磁気回路を備えた銅線のプレス コイルを備えた中空の薄肉プラスチック シリンダー）と、ディスク アーマチュアを備えた耐久性の低いモーターが含まれます。セラミック、テキストライト、ガラス、場合によってはアルミニウムで作られた薄い非磁性ディスクで、ディスクの両側に放射状に配置された一組の銅箔線であるプリントコイルが付いており、その上を銀グラファイトブラシがスライドします。アーマチュアの低い慣性モーメントが特徴で、エグゼクティブ モーターの高速性を実現します。

直流実行モーターの質量は、同じ定格電力の非同期実行モーターの質量より 2 ～ 4 倍小さく、定格電力 5 ～ 10 W での効率は約 0.3 で、0.65 とわずかの値に達します。公称電力が 200 ～ 300 W のモーターではさらに高くなります。

DCタコジェネレーター

DC タコジェネレーターは、機械的な値を電気信号、つまり出力電圧に変換するように設計された低電力機械です。特に、タコジェネレータシャフトが接続されているドライブシャフトの速度を制御および測定するために使用され、そのアーマチュアクランプは測定装置に接続されています。さらに、タコジェネレータは、計算処理を実行する電気機械計算装置や、生成された加速信号と減衰信号を自動処理する装置でも使用されます。

タコジェネレータは、永久磁石による主磁場の励起を伴う磁気電気式であり、磁場による電磁励起を伴う電気力学的です。励起コイルは独立した DC 電圧源によって給電されます。

アイドルモードでのタコジェネレーターの出力電圧はアーマチュアの速度に応じて直線的に変化しますが、負荷がかかるとこの直線性が多少乱れ、アーマチュアクランプに接続された測定装置の抵抗が大きくなるほど、抵抗が小さくなります。それにもかかわらず、どのタコジェネレータについても、測定装置の抵抗が十分に大きく、励磁回路の条件が一定であれば、その範囲内で出力特性が実質的に線形であるとみなせる測定速度の範囲は比較的狭いです。

独立励磁の直流タコジェネレーター搭載の概略図

DC タコジェネレータの重大な欠点は、不均一なエアギャップと、アーマチュアの歯の構造によって引き起こされるものを含む、異なる半径方向における不均一な導電率による磁束のわずかな周期的変化によって出力電圧が変動することです。磁気回路、およびブラシの振動、コレクタおよびスイッチングプロセスの粗さと楕円率による影響は、中空アーマチュアタコジェネレータではほとんど排除されます。このタコジェネレータは、同様のアーマチュア。

タコメータのコレクタの幾何学的中立性に対するブラシの取り付けが不正確であると、出力電圧の非対称性が生じます。同じ速度で回転の反対方向に電機子巻線に 2 つの異なる電圧を生成します。ブラシを正しく配置すると、電圧の非対称性はタコジェネレーターの定格電圧の 0.3 ～ 1% の範囲になります。