モーター開発の簡単な歴史

1880年、アメリカの発明家エジソンは「コロッサス」と呼ばれる大型直流発電機を製作し、1881年のパリ万博に展示しました。

直流電流の父エジソン
同時に電動モーターの開発も進められている。発電機とモーターは、同じ機械の 2 つの異なる機能です。電流の出力装置として使用するのが発電機、電源装置として使用するのがモーターです。

この電気機械の可逆原理は、1873 年に偶然に証明されました。今年ウィーンで開催された産業展示会で、作業員が間違えて、稼働中のグラム発電機にワイヤーを接続してしまいました。発電機のローターが方向を変え、すぐに逆方向に進んだことが判明した。方向が回転してモーターになります。それ以来、人々は DC モーターが発電機とモーターの可逆現象の両方として使用できることに気づきました。この予期せぬ発見は、モーターの設計と製造に大きな影響を与えました。

発電および電源技術の発展に伴い、モーターの設計と製造もますます完璧になってきています。1890 年代までに、DC モーターは現代の DC モーターの主要な構造的特徴をすべて備えていました。DC モーターは広く使用されており、応用分野でかなりの経済的利益をもたらしていますが、DC モーター自体の欠点により、さらなる開発が制限されています。つまり、長距離送電も解決できず、電圧変換の問題も解決できないため、ACモーターは急速に発展しました。

この時代には二相モータ、三相モータが次々と登場しました。1885 年、イタリアの物理学者ガリレオ フェラリスは回転磁場の原理を提案し、二相非同期モーター モデルを開発しました。1886年にはアメリカに渡ったニコラ・テスラも独自に二相非同期モーターを開発しました。1888 年、ロシアの電気技師ドリヴォ ドブロヴォルスキーは、三相 AC 単一かご形非同期モーターを作成しました。交流電動機の研究開発、特に三相交流電動機の開発成功は、長距離送電の条件を整えるとともに、電気技術を新たな段階に引き上げました。

交流の父、テスラ
1880年頃、イギリスのフェランティ社がオルタネーターを改良し、交流高電圧送電の概念を提案しました。1882 年、イギリスのゴードンは大型の二相交流発電機を製造しました。1882年、フランス人のゴーランドとイギリス人のジョン・ギブスが「照明と配電方法」の特許を取得し、実用的な価値を持つ初めての変圧器の開発に成功しました。最も重要な機器。その後、ウェスチングハウスはギブズ変圧器の構造を改良し、現代的な性能を備えた変圧器にしました。1891年にブローはスイスで高圧油入変圧器を作り、その後巨大な高圧変圧器を開発しました。長距離高圧交流送電は、変圧器の継続的な改良により大きく進歩しました。

100 年以上の開発を経て、モーター自体の理論はかなり成熟しました。しかし、電気工学、コンピュータ科学、制御技術の発展により、モーターの開発は新たな段階に入りました。その中で、AC速度調整モータの開発が最も注目を集めていますが、回路部品と回転コンバータユニットによって実現されており、制御性能もAC速度調整モータに比べて劣るため、長らく普及・応用されていませんでした。 DC速度調整のことです。

1970年代以降、パワーエレクトロニクスコンバータの導入により、機器の削減、小型化、コストの削減、効率の向上、ノイズの除去などの課題が徐々に解決され、交流速度調整は飛躍的な進歩を遂げました。ベクトル制御の発明後、AC 速度制御システムの静的および動的性能が向上しました。マイコン制御を採用した上で、ベクトル制御アルゴリズムをソフトウェアで実現し、ハードウェア回路を標準化することでコストの削減と信頼性の向上を図るとともに、より複雑な制御技術の実現も可能となります。パワーエレクトロニクスとマイコン制御技術の急速な進歩は、AC速度制御システムの継続的な更新の原動力です。

近年、希土類永久磁石材料の急速な開発とパワーエレクトロニクス技術の発展により、永久磁石モータは大きな進歩を遂げています。NdFeB永久磁石材料を使用したモーターと発電機は、船舶の推進から人工心臓の血液ポンプまで幅広く使用されています。超電導モーターはすでに発電や高速リニアモーターカーや船舶の推進に使用されています。

科学技術の進歩、原材料の性能向上、製造プロセスの改善により、モーターは数万の種類と仕様、さまざまなサイズ（数百万分の1から）の出力レベルで生産されています。ワットから 1000MW 以上まで）、非常に幅広い速度です。範囲 (毎分数日から数十万回転まで)、非常に柔軟な環境適応性 (平地、高原、空中、水中、石油、寒冷帯、温帯、湿潤熱帯地方、乾燥熱帯地方、屋内、屋外、車両など) 、船舶、各種メディアなど）、国民経済と人々の生活のさまざまな分野のニーズに応えます。