DCモーターの3つの速度調整方法
1. 可変電圧速度調整
2. 可変周波数速度調整
3. チョッパー速度調整
1.可変電圧速度調整
動作原理:
可変電圧速度調整は、DC モーターのアーマチュアに印加される電圧を変更することでモーターの速度を調整します。通常、電圧を調整するには直流電源とリアクトルまたはサイリスタ回路が使用されます。
利点:
シンプル: 制御回路は比較的シンプルで実装が簡単です。
低コスト: 複雑な制御装置は必要ありません。
優れた熱性能: モーターが低い電圧で動作すると、損失が少なくなり、熱の影響が小さくなります。
短所:
低効率: 一定の電圧降下があるため、部分負荷では効率が低くなります。
トルク変動：用途によってはトルク変動が発生する場合があります。
速度制御範囲の制限：電圧変動範囲が制限されているため、速度制御範囲が制限されます。
2.可変周波数速度調整
動作原理:
可変周波数速度調整は、DC モーター電源の周波数を変更することでモーターの速度を調整します。これは通常、固定周波数 AC を可変周波数 AC に変換し、その後整流器によって可変周波数 DC に変換する周波数変換器を使用することによって実現されます。
利点:
高効率：全速度域にわたって高効率を維持します。
広い速度範囲：広い速度調整範囲を実現できます。
スムーズな速度調整：スムーズで無段階の速度調整を実現します。
優れた動的応答: 負荷の変化に対する素早い応答。
短所:
コストの高さ: 周波数変換器とその制御回路はより高価です。
複雑さ: 制御システムは、可変電圧速度調整よりも複雑です。
電磁干渉の可能性: 周波数変換器は電磁干渉を発生する可能性があります。
3.チョッパー速度調整
動作原理:
チョッパー速度調整は、DC 電源のパルス幅 (PWM) を調整することによってモーターの速度を制御します。チョッパーは各サイクル中に電源のオンとオフを切り替え、電機子電圧の実効値を調整します。
利点:
高効率: チョッパーは、速度調整範囲全体にわたって損失が少なく、高効率です。
正確な制御: 非常に正確な速度制御を実現できます。
優れた熱性能：効率が高いため、熱影響が小さい。
回生制動：モーターの回生制動が容易に行えます。
短所:
コストと複雑さ: チョッパーとその制御回路は高価で複雑な場合があります。
電磁干渉: チョッパーの動作により電磁干渉が発生する可能性があります。
モーターの要件: 一部の種類の DC モーターはチョッパーの速度調整に適していない場合があります。
DC モーターの速度調整にはそれぞれ長所と短所があります。どの方法を選択するかは、特定のアプリケーション要件、コスト予算、効率要件、速度範囲、制御システムの複雑さによって異なります。可変電圧速度調整は簡単で低コストですが、効率と速度制御範囲が制限されます。可変周波数速度調整により、広い速度範囲と高効率が得られますが、コストと制御システムの複雑さが高くなります。チョッパーの速度調整は、速度範囲全体にわたって効率的であり、速度を正確に制御できますが、より複雑な制御回路とより高いコストが必要になる場合があります。
