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ニコラテスラは、19世紀後半に交流モーターまたはACモーターを発明しました。 ACモーターは、方向を変える交流を使用する点でDCモーターまたは直流モーターとは異なります。 ACモーターは、電気エネルギーを機械エネルギーに変換します。 ACモーターは今でも現代では頻繁に使用されており、自宅の家電製品やガジェットで使用されている場合があります。
TL; DR（長すぎる;読まなかった）
交流モーターまたはACモーターは、19世紀にニコラテスラによって発明されました。 ACモーター理論では、電流を伴う電磁石を使用して、力、つまり運動を作り出します。
モーターの原理は何ですか？
モーターの最も単純な原理は、電磁石と電流を使用して、何かを動かす力、つまり電気エネルギーを回転機械エネルギーに変換する力を作り出すことです。モーターは、リング内の磁石の極性が北から南に交互に入れ替わる入れ子リング内の電磁石で設定されます。回転子の磁石は動きますが、固定子の磁石は動きません。これらの電磁石の南北の極性は、常に反転する必要があります。
ACモーターの仕組み
テスラの発明以前は、直流モーターが主流のモーターでした。 ACモーターは、固定子巻線に交流電流を印加することにより動作し、回転する磁場を生成します。磁場はこのように回転するため、ACモーターは回転子に力や機械的補助を加える必要がありません。ローターは磁場を介して回転し、モーターの駆動軸にトルクを発生させます。回転速度は、固定子の磁極の数によって異なります。この速度は同期速度と呼ばれます。ただし、AC誘導モーターは、回転子電流の流れを可能にするために遅延またはスリップで動作します。
ACモーターごとに極数が異なるため、互いに比較して速度が異なります。ただし、ACモーターの速度は可変ではなく、一定です。これは、多くのDCモーターとは対照的です。 ACモーターには、DCモーターに必要なブラシ（電源接点）や整流子は必要ありません。
テスラの発明はモーターの状況を大きく変え、より効率的で信頼性の高いデバイスを実現しました。これらのACモーターは産業に革命をもたらし、コーヒーグラインダー、シャワーファン、エアコン、冷蔵庫など、21世紀に使用された多くの機器での使用に道を開きました。
モーターには何種類ありますか？
いくつかのタイプのACモーターが存在し、同じ基本原理で動作します。これらのモーターの多くは誘導ACモーターのバリエーションですが、最近の永久磁石ACモーター（PMAC）の動作は少し異なります。
最も一般的なACモーターは、汎用性の高い三相誘導モーターです。この多相モーターは、同期速度ではなく遅れで動作します。この速度の違いは、モータースリップと呼ばれます。ローターを流れる誘導電流がこのスリップを引き起こし、開始時に大電流が流れます。スリップのため、これらのモーターは非同期と見なされます。三相誘導モーターは、高い始動トルクで高い出力と効率を誇ります。このようなモーターは、多くの場合、ローターを動作させるために機械的な始動力が必要です。三相誘導モーターは、産業機器で一般的に使用される強力なモーターです。
かご型モーターは、ローター上のアルミニウムまたは銅の導電バーがシャフトに平行に配置されているACモーターの一種です。導電性バーのサイズと形状は、トルクと速度に影響します。この名前は、デバイスがケージに似ていることに由来しています。
巻線型誘導電動機は、バーではなく巻線を備えた回転子で構成される一種のACモーターです。巻線型誘導電動機には高い始動トルクが必要です。ローター外部の抵抗はトルク速度に影響します。
単相誘導電動機は、主固定子の巻線に直角に追加された始動巻線で作られた一種のACモーターです。ユニバーサルモーターは単相モーターであり、AC電源またはDC電源のいずれかで動作できます。家庭の掃除機には、おそらくユニバーサルモーターが含まれています。
コンデンサモーターは、静電容量を追加して巻線間に位相シフトを生じさせるACモーターの一種です。コンプレッサーなど、高い始動トルクを必要とする機械に便利です。
コンデンサ運転モーターは、良好な始動トルクと運転のバランスをとる単相ACモーターの一種です。これらのモーターは、補助始動巻線に接続されたコンデンサを使用します。あなたは、いくつかの炉のファンにコンデンサー駆動モーターを見つけるでしょう。コンデンサー始動モーターは、最大始動トルクを生成できる始動巻線付きコンデンサーを使用します。これらの種類のモーターは両方とも、スイッチに加えて2つのコンデンサを必要とするため、これらの部品はそのようなモーターの価格を引き上げます。スイッチを取り去ると、結果として得られる永久分割コンデンサモーターは低コストで動作しますが、起動トルクも低くなります。これらのタイプのACモーターは、より高価ですが、空気圧縮機や真空ポンプなどの高トルクのニーズに適しています。
分割相モーターは、小さなゲージの始動巻線とリアクタンス比に対する異なる抵抗を使用するACモーターの一種です。これにより、細い導体を介して位相差が生じます。分割相モーターは、他のコンデンサーモーターより低い起動トルクと高い起動電流を提供します。したがって、通常、分割相モーターは、小型ファン、小型グラインダー、または電動工具で使用されます。分割相モーターの馬力は、最大1/3馬力に達する可能性があります。
シェードポールモーターは、1つの巻線を備えた低コストの単相誘導ACモーターの一種です。シェードポールモーターは、銅製のシェーディングコイルのシェーディングされていない部分とシェーディングされた部分の間の磁束に依存します。これらは、長い実行時間や大きなトルクを必要としない小型の使い捨てモーターとして最適に使用されます。
同期モーターは、生成する磁極がローターを同期速度で回転させるため、そのように命名されています。極のペアの数によって、同期モーターの速度が決まります。同期モーターのサブタイプには、三相および単一同期モーターが含まれます。
ヒステリシスモーターは、巻線や歯のないスチールシリンダーです。これらのモーターは一貫したトルクを持ち、スムーズに動作するため、時計でよく使用されます。
ほとんどのACモーターは電磁石を使用します。永久磁石とは異なり、電磁石は弱体化しないためです。ただし、新しい技術により、永久磁石ACモーターが実行可能になり、特定の状況でさらに好ましいものになりました。永久磁石ACモーターまたはPMACは、正確なトルクと速度を必要とするアプリケーションで使用されます。これらは、今日使用されている信頼性の高い人気のあるモーターです。磁石は、ローターの表面またはラミネーションに取り付けられています。 PMACで使用される磁石は、希土類元素から作られています。彼らは誘導磁石よりも多くの磁束を生成します。 PMACは、高効率で動作する同期マシンであり、トルクのニーズが可変であっても一定であっても機能します。 PMACは、他のACモーターよりも低い温度で動作します。これは、モーター部品の摩耗と裂け目を減らすのに役立ちます。高効率のため、PMACはより少ないエネルギーを使用します。高い初期費用は、この効率的なモーターの長期運転によって最終的に相殺されます。
ACモーターは可変速度にできますか？
DCモーターの魅力の1つは、速度を変えることができるという事実です。ただし、ACモーターは可変速度で動作する傾向はありません。負荷に関係なく一定の速度で実行されます。これは正確な速度を維持するのに役立ちます。ただし、特定のアプリケーションは可変速度を保証します。 ACモーターの速度を変更しようとすると、損傷や過熱が発生する可能性があります。ただし、これらの問題を回避し、可変速度のACモーターを作成する方法があります。 ACモーターの速度を変える機械的な解決策は存在します。これは、旋盤など、一部のデバイスのプーリーを介して実行できます。別の機械的解決策は、ジャックシャフトを使用することです。
今日のマシンの多くは、ニコラテスラのオリジナルのAC誘導モーターの原理に基づいて動作しています。これらのモーターは、順応性と耐久性のために時の試練に耐えました。エンジニアは、摩耗と熱の発生を抑えて、モーターをより効率的にし、コストを削減し、環境に負担をかけないようにします。