1-3-1 DCモータ

直流モータ（direct-current motor）は、英語で DC motor と短縮されるために、DCモータとも呼ばれています。本書でもDCモータの用語を使うことにします。

DCモータの回転力（トルク）は、ステータが発生する磁界の強さと、ロータに流れる電流の積に比例します。ステータで発生する界磁による磁束を界磁束（field flux）と呼びます。

一方、ロータのことを電機子（armature）と呼び、その電流をアマチュア電流と呼ぶことがあります。このアマチュアは、素人（amateur）のことではなく、トルクを発生するための電流を流す装置のことを示します。

DCモータは、永久磁石を用いる永久磁石界磁型と、永久磁石を使わない電磁石界磁型との2種類に大別されます。

［1］-（1）永久磁石界磁型DCモータ

永久磁石界磁型 DCモータ（permanent-magnet DC motor）は、永久磁石を用いるモータで、模型用モータや自動車補機用モータなど世界で一番多く使われているモータです。

永久磁石界磁型DCモータは、電機子（ロータ）の形式によって、次の3種類に分類されます。

③のコアレス型は、ムービングコイル型（moving-coil type）ともいいます。

これらの詳細や、永久磁石の種類と特性の関係については、第2章で見ることにします。

電磁石により界磁束を発生させるタイプのモータを図1.5に示します。電磁石界磁型DCモータ（winding-field DC motor）は、主として出力が1馬力（およそ750W）程度の中型からそれ以上の大型で採用されていました。

この界磁巻線と電機子巻線との結線方式の違いにより、さらに次の3形式に分類されます（図1.6参照）。

分巻モータ（shunt motor）は、図1.5に示すような集中巻ステータと整流子ロータで構成され、界磁（ステータ）巻線と電機子（ロータ）巻線を並列に接続します（図1.6①）。

負荷（モータシャフトに掛かる荷重）が変動しても、回転速度が大きくは変わらない特徴があります。このような特性を、一般的に分巻特性といいます。分巻は「ぶんけん」あるいは「ぶんまき」と読みます。

直巻モータ（series motor）では、界磁巻線と電機子巻線を直列に接続します（図 1.6②）。

回転速度が、負荷の変化によって大きく変化するのが特徴です。起動時または低速時では大きなトルクを発生し、負荷が低下すると高速になります。

このような特性を、一般的に直巻特性といいます。この特性を活かして、クレーン、電車およびエレベーターなどの特定用途に供せられていました。

現在では、誘導モータや同期モータをインバータで可変速制御する方法に置き換えられています。読み方は、「ちょっけん」あるいは「ちょくまき」です。

このモータは、整流子型モータ（後述）のところで紹介するように、交流でも回転します。しかし、直流モータとして設計したモータを交流で回転させると、鉄損等の損失が増加するため異常に発熱します。

ところで、界磁巻線と電機子巻線の結線を切り換えることで、分巻モータにも直巻モータにも出来るでしょうか？

結論を言うと、実用的に無理があります。分巻モータでは界磁巻線として細い電線を多数回巻きます（抵抗値大）が、直巻モータの界磁巻線は太い電線を少数回巻く（抵抗値小）からです。

直巻モータの界磁巻線と電機子巻線を分巻結線すると、界磁電流が流れ過ぎて界磁巻線が焼損してしまいます。また、分巻モータの界磁巻線と電機子巻線を直巻結線すると界磁電流（＝電機子電流）が流れにくくなるために性能を発揮できません。

他励モータ（separate-field motor）は、界磁巻線と電機子巻線を別の電源に接続します（図 1.6③）。

両巻線の電流を個別に制御することによって、広い範囲の速度制御ができます。