未選択｜長良の落陽。

スピードコントロールモーターの原理

スピードコントロールモータの動作原理を説明します。スピードコントロールモータは、大きく動作部とコントロール部に分けられています。動作部には、モータと回転速度を検知するセンサがあり、コントロール部には、回転速度制御盤と電気制御盤で構成されています。

一体型イージーサーボモータ

動作時は、外部の速度設定器から送られてくる信号と、センサから送られてくるモータの回転数の信号をもとに、どの程度の回転が必要かを回転速度制御盤で計算します。その回転速度制御盤で計算した内容をもとに、どの程度の電圧をモータに入力すればいいかを電力制御盤で計算し、外部の電源から電力を必要分だけモータに送信します。その処理を繰り返し行うことによって、速度を制御します。そのため、回転速度の出力の精度は電気制御盤でモータに送信する電圧の幅と、センサから送られてくる信号の処理速度によって決定します。

インクリメンタルロータリーエンコーダ

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ACサーボモーターのブレーキ

ACモーターを使用した駆動装置などの産業機器の安全性確保の為、電源遮断時や故障発生時にモーターを緊急停止させるブレーキを持つ例があります。ブレーキには、大きく分けて2種類あります。

1軸ステッピングCNCキット

機械式ブレーキ

もう1つは機械式ブレーキで、垂直方向に上下駆動している装置で、停電などが発生した場合の落下防止に使用されます。落下防止には、停止状態で長時間その状態を保持している必要があり、そのために保持用ブレーキまたは電磁ブレーキが使用され、上記の画像では横型マシンニングセンタのような工作機械のY軸 (停電時に自然落下する軸) に電磁ブレーキ付きACサーボモータを使用する例を示しています。

ユニポーラステッピングモーター

制動用ブレーキ

1つは制動用ブレーキと呼ばれており、大きな負荷慣性エネルギーを抵抗器で熱消費させたり、回生エネルギーとしてサーボアンプを通して電気エネルギーとして電源に戻すとこによりブレーキ力を発生させます。熱消費される方式をダイナミックブレーキ、電気エネルギーとして再利用する方式を回生ブレーキと呼びますが、どちらもあくまでも減速用で保持機能はありません。

無励磁作動型電磁ブレーキを使うと、通電が切れた時にブレーキがかかり、停止状態を保持してくれます。

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インダクションモーターとは

インダクションモーターとは、交流電流で作動するモーターで電磁誘導によって生じる力を動力に回転するモーターです。

そのため、交流を意味するACを冠してACモーターとも呼ばれます。インダクションモーターは、最も歴史のあるモーターの一つで、単純な構造で特別な電力の変換を行わず、交流電源につなぐだけで動作します。

DINレール電源

そのため、高い信頼性と長寿命を併せ持っており、現在でも広く使用されているモーターです。また、レアメタルを含む磁石を使用しないので、低コストで高効率な回転が得られることもメリットの一つです。

インダクションモーターの使用用途

インダクションモーターは、大容量化するほど高効率になるという特性があることから、洗濯機や扇風機など家電製品から工場設備の大型生産設備に至るまで、幅広く使用されています。

防水ステッピングモーター

また、モーターの特性を変えることで、自動ドアのように大きな起動トルクを必要とするものの動力源として利用されたり、シュレッダーのように高い停動トルクを必要とするものに利用されたりしています。

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ACモーターの種類

1. 誘導モーター

誘導モーターは、インダクションモーターとも、非同期モーターとも呼ばれています。

誘導モーターはローターの回転速度が同期速度よりも若干遅い (電源の回転数とローターの回転数が非同期である) という特徴があります。

誘導モーターは、図のようにアルミなどの導体をかご型に構成するのが一般的です。

交流電源からの回転磁界によって、電磁誘導の原理からかご型の導体に誘導電流が発生し、フレミングの法則から電流と磁界の作用で力が発生します。この力によって、ACモーターは回転し、出力軸につながる機械を動かすことができます。

ステッピングモータドライバー

2. 同期モーター

同期モーターは、回転磁界とローターとの回転速度にすべりが生じない (同期する) モーターのことで、モーターの極数 (ポール数) と電源の周波数によって回転速度が決まります。

同期モーターは、ローターの構造によって様々な種類に分かれていますが、ここでは比較的よく使われる永久磁石型について説明します。

ステッピングモーター高精度遊星ギアボックス

永久磁石型の同期モーターは、ローターコアに磁石を配置し、磁石の磁界が電源の回転磁界と同期することで回転します。

磁石をローターコア表面に固定したものを表面磁石型 (Surface Permanent Magnet, SPM) 、ローターコア内部に埋め込んだものを埋め込み磁石型 (Interior Permanent Magnet, IPM) と呼びます。

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生活に溶けこみ始める人工知能（AI）

私たちの生活の身近なところに、すでに人工知能が活用され始めている技術があります。

人工知能が発展する以前にも「チャットボット」と言われる、音声やテキストデータによる質問をコンピュータに送ることで会話を行えるソフトも存在していましたが、想定された質問を基に会話が行われる為、どうしても不自然な会話となってしまう点が問題視されていました。

リニアステッピングモータ

これに対し、人工知能の技術を活用することにより、それらを搭載したロボットでは、自然な会話を実現できるようになったのです。

世界的企業が開発強化を発表

人工知能搭載製品の普及は既に世界各地で始まっており、この流れは今後ますます加速することが予測されます。

ブラシレスDCモータ

この様な現状の中、2016年には、マイクロソフト、フェイスブック、グーグルが、チャットボットに関する開発の強化を発表を行いました。

より身近に、人工知能の技術が活用されるようになるのです。

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