概要

現場で良く使われるモータについての正しい基礎知識をコンパクトにまとめ，初学者にも読みやすくわかりやすく学べるように，図をできるだけ多く掲載しました。さらに，現場で活躍する実学者にも役立つように，著者によるモータ研究のノウハウを解説します。モータの世界も日々進歩しており，今世界的に注目を浴びているSRモーターや自動車用モータについても解説します。イメージしやすいように，基本の写真から珍しい写真まで豊富に掲載することで，見るだけでも興味がわくようしてあります。最新情報を取り入れ，小型モータの正しい知識を身に付けるための最適な入門書になっています。世界で活躍したいという若きエンジニアにも読んでほしい本です。

こんな方におすすめ

• モータの基礎知識を身につけたい人
• モータを実際に使いこなしたい人
• 世界で活躍したいという若きエンジニアの方

目次

第1章　各種ACモータとSRモータ

1.1　直流と交流　モータを回す電源

• 1.1.1　身近の電源
• 1.1.2　電源によるモータの分類

1.2　直流のパラメータ

• 1.2.1　実効値とその意味
• 1.2.2　周波数f，角周波数ω，位相φ
• 1.2.3　電力と力率
• 1.2.4　入力電力と出力の計測
• 1.2.5　単相交流と多相交流

1.3　モータと発電機の関係

• 1.3.1　電機子とは何か？
• 1.3.2　直流モータと直流発電機
• 1.3.3　回生発電と制動　-発電機と発電作用の違い
• 1.3.4　交流モータと交流発電機

1.4　交流モータと分類

• 1.4.1　ユニバーサルモータ
• 1.4.2　2相交流による回転磁界の発生
• 1.4.3　同期モータと非同期モータ
• 1.4.4　永久磁石を使うか使わないか
• 1.4.5　SRモータとはどんなモータか

1.5　巻線の妙

• 1.5.1　重ね巻
• 1.5.2　集中巻
• 1.5.3　リング状コイル

第2章　3相籠型誘導モータ

2.1　3相送配電系統

• 2.1.1　2相に対して3相のメリット
• 2.1.2　時間的3相と空間的3相

2.2　巻線に関するパラメータ

• 2.2.1　毎極毎相のスロット数
• 2.2.2　同心巻と重ね巻
• 2.2.3　短節と全節
• 2.2.4　巻線係数　-巻線の質を表す係数

2.3　籠型誘導モータの原理

• 2.3.1　基本構成　-導体とエンドリング
• 2.3.2　電磁誘導の仕組み
• 2.3.3　モータを電気回路として理解する
• 2.3.3　ロータに使う導体の素材と形状　-高速で効率を上げる原理

2.4　等価回路で計算する

• 2.4.1　電流とトルク式
• 2.4.2　停動トルクと停動すべり
• 2.4.3　比例推移特性

2.5　実務的重要項目

• 2.5.1　同期速度
• 2.5.2　ロータの構造
• 2.5.3　Δ結線とY結線
• 2.5.4　第3次高調波電流を阻止できるY結線
• 2.5.5　スター・デルタ起動
• 2.5.6　メリットとデメリット

第3章　特殊交流モータ

3.1　今では特殊な誘導モータ

• 3.1.1　巻線型誘導モータ
• 3.1.2　短絡整流子型誘導モータ
• 3.1.3　表面導体式誘導モータ

3.2　円筒型ロータの素材と構造

• 3.2.1　渦電流モータ(eddy-current motor）
• 3.2.2　ヒステリシス同期モータ
• 3.2.3　SPM(surface permanent-magnet)型ロータ
• 3.2.4　IPM(interior permanent-magnet)型ロータ

3.3　リラクタンス同期モータ(reluctance synchronous motor)

• 3.3.1　凹凸による磁気抵抗の変化と凸極性トルク
• 3.3.2　回転磁界の中にロータを入れる
• 3.3.3　籠型誘導モータからの変形
• 3.3.4　フラックスバリア型

3.4　低速同期モータ

• 3.4.1　インダクタ(誘導子)とは何か
• 3.4.2　実際の構造
• 3.4.3　ハイブリッド・ステッピングモータ型(hybrid type)

3.5　隈取型誘導モータ(shaded pole motor)

第4章　単相モータと駆動法

4.1　コンデンサの機能

• 4.1.1　巻線に起きる位相遅れの解消
• 4.1.2　静電エネルギー
• 4.1.3　実際に使われるコンデンサ

4.2　コンデンサランモータ

• 4.2.1　3相方式
• 4.2.2　2相方式
• 4.2.3　静電容量の適正値
• 4.2.4　逆転送

4.3　始動用素子を使う方法

• 4.3.1　コンデンサ始動
• 4.3.2　抵抗始動

4.4　ブレーキとしての駆動法

• 4.4.1　直流モータと誘導モータの大きな違い
• 4.4.2　発電制動
• 4.4.3　逆転制動

4.5　Y字集中巻モータ

• 4.5.1　航空機姿勢制御用

4.6　天井扇　-台中が生産拠点になる

• 4.6.1.　欠点を利点に変えた設計
• 4.6.2　軍民比較

第5章　インバータを利用する

5.1　インバータとは何か

• 5.1.1　コンバータとインバータ
• 5.1.2　3相ブリッジ型インバータの基本　-6ステップ動作
• 5.1.3　インバータに使うスイッチング素子
• 5.1.4　パルス幅変調（PWM)による電圧と電流の調整
• 5.1.5　3相ブリッジ型の利点
• 5.1.6　6ステップPWM

5.2　正弦波の発生

• 5.2.1　正弦波変調
• 5.2.2　第3次高調波の有効利用

5.3　誘導モータのインバータ運転

• 5.3.1　E/f=一定による誘導モータの平行推移特性
• 5.3.2　総合的T/N特性

5.4　インバータ利用での注意点147

• 5.4.1　電力回生時の高圧発生
• 5.4.2　実際のインバータとIPM
• 5.4.3　ノイズ対策
• 5.4.4　軸電流によるベアリングの劣化
• 5.4.5　ノイズレスインバータ
• 5.4.6　エアコン用インバータの技術変遷

第6章　SRモータ

6.1　古くて新しいモータ

6.2　SRモータの原理

• 6.2.1　銅量を減らしてコンパクトなモータ
• 6.2.2　トルク発生の原理
• 6.2.3　発電制動作用

6.3　SRモータの分類

• 6.3.1　基本的な3相6-4型
• 6.3.2　実用的な12-8型
• 6.3.3　2相SRモータ
• 6.3.4　4相モータ
• 6.3.5　全節巻

6.4　巻線と双凸極に関するパラメータ

• 6.4.1　用語とその定義
• 6.4.2　ステップ角ε，ステップ数s，および分速N
• 6.4.3　回転磁界型モータとの関連・相違・比較

6.5　電流とスイッチングタイミングの制御

• 6.5.1　電流制限方式
• 6.5.2　誘導タイミングの制御

6.6　SRモータを2輪車の動力にする

• 6.6.1.　プロジェクトの目的
• 6.6.2　研究室の体制
• 6.6.4　システム設計

6.7　総括：加工からシステム設計までの教育

第7章　モータ技術の将来

7.1　利用歴　－Lifeplan

• 7.1.1　籠型誘導モータ(Induction motor)
• 7.1.2　直流モータ(DC motor with a commutator)
• 7.1.3　裕電子を使うモータと発電機(Claw-pole motors and generators)
• 7.1.4　短かったが意味のあったモータ

7.2　機電一体化（メカトロニクス）

• 7.2.1　情報機器のメカトロニクスはどこへ行く
• 7.2.2　風と流体の制御
• 7.2.3　統合化設計
• 7.2.4　永久磁石の形状の違い

7.3　小形高効率の限界

• 7.3.1　ブラシレスモータの限界挑戦
• 7.3.2　連続運転と間欠運転　-エネルギーマネージメント
• 7.3.3　巻線の巻数と体格について

7.4　巻線について

• 7.4.1　巻くという作業について
• 7.4.2　銅損の低減と熱の除去
• 7.4.3　表皮効果の回避策
• 7.4.4　化学的・物理的な方法への期待

7.5　国際的な技術者を目指そう

• 7.5.1　世界への発信は強力な想念を持つことから
• 7.5.2　世界再校の大学研究室への影響
• 7.5.3　中国語の重要性

巻末特別付録

• 4カ国語対応必修用語集

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