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絵とき「モータ」基礎のきそ

定価(税込)  2,160円

著者
サイズ A5判
ページ数 192頁
ISBNコード 978-4-526-06823-2
コード C3053
発行月 2012年03月
ジャンル 機械

内容

代表的なモータの特徴、構造、動作原理、仕様の見方などの基本的な事項から選定計算方法までを、多くのイラスト・写真を用いてやさしく解説する。また、モータの位置制御や速度制御についてもわかりやすく説明を加える。

高橋 久  著者プロフィール

(たかはし ひさし)

1975年 職業能力開発総合大学校電気工学科卒業、助手、講師を経て准教授。
1997年~1999年 中華人民共和国、天津技術師範大学に制御技術の専門家として赴任。
2011年10月から静岡理工科大学理工学部電気電子工学科、大学院理工学研究科教授。
工学博士、電気学会上級会員
マイクロコンピュータや電子回路を用いた制御システム、自動車の制御、ロボット制御、医療機器、福祉機器などに関する研究に従事。

著書
「実用電子回路設計ガイド」(総合電子出版社)
「パワーデバイスの使い方と実用制御回路設計法」(総合電子出版社)
「図解・使えるセンサ回路設計法」(総合電子出版社)
「図解わかる電子回路」(共著)(講談社ブルーバックス)
「電子回路入門講座」(共著)(電波新聞社)
「C言語によるモータ制御入門講座」(電波新聞社)
など多数。

目次

はじめに

第1章 モータを知る
1-1 モータとは
1-2 なぜ回転するのか
1-3 モータの種類と特徴

第2章 永久磁石およびステータとロータ構造
2-1 磁石とは
2-2 構 成
2-3 結 線

第3章 モータの種類と特性
3-1 ブラシ付DCモータ
3-2 電磁石界磁DCモータ
3-3 永久磁石同期モータ
3-4 スイッチドリラクタンスモータ(SRモータ)
3-5 ステッピングモータ
3-6 超音波モータ

第4章 モータを回す
4-1 モータを駆動する電子回路
4-2 正転、逆転をする回路
4-3 ブラシ付DCモータ
4-4 単相交流モータ
4-5 交流モータの駆動
4-6 ブラシレスDCモータ
4-7 永久磁石同期モータの正弦波駆動
4-8 ステッピングモータの駆動
4-9 励磁法と駆動回路
4-10 マイクロステップ駆動

第5章 特性を計測する
5-1 ブラシ付DCモータ
5-2 永久磁石同期モータ

第6章 モータを制御する
6-1 制御方式
6-2 リニア駆動とPWM駆動
6-3 PWM制御
6-4 ブラシ付DCモータの速度制御

第7章 永久磁石同期モータの制御
7-1 スカラー制御
7-2 ベクトル制御

コラム
1 カメラにも使用されている超音波モータ
2 モータの特性を表す定数
3 小形モータとは
4 フレミングの「左手の法則」
5 磁石の用語
6 モータの回転方向
7 コンバータとインバータ
8 粘性制動トルクとクーロン摩擦トルク
9 変数の表現
10 トルクむらと回転むら、コギングトルクとは
11 起動トルクとは
12 モータには巻線抵抗が必要
13 レゾルバ
14 ホールセンサ
15 エンコーダ
16 トランジスタとMOS FET
17 電流の計算
18 電気的時定数と機械的時定数
19 センサレス制御へ
20 新しい半導体
21 全デジタル制御へ
資料:単位系

索引

はじめに

 家電製品や自動車には、数多くのモータが使用され、快適な操作環境や居住環境をつくり出しています。とくに最近の自動車には、50個から150個のモータが使用されており、新製品が発売されるたびにモータの数が増加しているようです。モータはスイッチのオン・オフだけで制御されるだけでなく、電子回路を使って、回転速度やトルクが細かく制御され、省エネルギーや低騒音・低振動を実現しています。
 また、新しい半導体デバイスの出現やマイクロコンピュータの高機能化、高速化が実現し、従来困難だった制御が、比較的に簡易に実現できるようになり、より省エネルギーで、より高性能な製品を作り出しています。さらに、制御回路は、小型化が進み、製品全体の小型・高性能化を加速しています。
 新しい技術として、スマートフォンを使って、自動車や家電製品の運転状況を確認したり、設定を変更する手法の研究開発が行われています。すでにスマートフォンを使って電気自動車の充電を行ったり、家の中のエアコンを制御して温度管理を外出先から行うことができるスマートハウスの実証実験も始まっています。
 本書は、これからより多く使用されると思われるさまざまなモータについて、構造やモータを回転するために制御手法や制御原理、モータを自在に使うための電子制御手法、モータに供給する電力を制御するインバータ回路や制御を行うための電子回路、マイクロコンピュータを利用した制御手法などについてわかりやすく解説します。
 本書の執筆では、モータや駆動回路、制御システムについて、できるだけ実用的な回路を用いて詳細がわかるように解説を行いました。このために、少し難しい内容になったかもしれません。しかし、読者の方々が必要と思われるさまざまな情報が得られるのではないかと期待しています。本書がモータを利用しようとしている方、モータについて概要を知りたい方など、新製品を創出するための一助になれば幸いです。

 本書の発行は、2年前の予定でしたが、執筆する時間がとれず、延びのびになり、関係者の皆さまに大変ご迷惑をおかけしました。
 日刊工業新聞社出版局書籍編集部の奥村功部長、エム編集事務所の飯嶋光雄様には、辛抱強く原稿をお待ちいただき、大変感謝しております。本書の出版に当たり日刊工業新聞社の関係者の皆さまに厚く御礼申し上げます。

 2012年3月
 高橋 久 

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