スイッチトリラクタンスモータ

スイッチトリラクタンスモータ(Switched reluctance motor)またはSRモータは無整流子電動機の一種。

概要

構造はステッピングモータに似ており、回転子は強磁性の鉄芯のみで構成され永久磁石を使用せず、回転力はステッピングモータ同様にコイルによって生み出される磁界による吸引力によって生み出される。DCブラシレスモータのようにレアメタルを使用しないため、希少資源の節約という観点からも今後の普及が期待される。これまでは半径方向にも吸引力が働くので騒音や振動、低速回転時に回転力（トルク）の変動（脈動）が大きい等の理由により普及には至っていなかったが、パワーエレクトロニクスとマイクロコンピュータを用いた制御技術の進歩により、電力制御用半導体素子のスイッチング周波数の高速化により、正弦波とはかけ離れた波形の出力が可能になり、これらの短所が克服されつつあり、普及しつつある。

歴史

この電動機の名称はS.A.Nasarが1969年に提唱したとされるが、広く知られて使われるようになったのは1980年頃からで、それ以前は可変リラクタンスモータ(variable reluctance motor)という用語が英語圏で使われていた^[1]。1838年にDavidsonがスコットランドのフォルカーク（Falkirk）で電気鉄道の実験をした^[1]。フランスのP.G.Froment（フロマン，1815∼1860）が1850∼1860年に印刷機用のモータを製造した。Pageは1851年にボルチモア・アンド・オハイオ鉄道で16馬力の蓄電池駆動の機関車を時速30kmで走らせた^[1]。スイッチトリラクタンスモータは構造上、可変速の運転には適さず、一定速度での運転の用途に限定されていたが、その後、電力制御用半導体素子が発達したことで可変速運転が可能になり、同時に前述の短所を克服して普及しつつある。

特徴

利点

高速回転に適する
希土類磁石などを使用せず珪素鋼板と銅線だけで安価に作れる。
高出力のモータが実現可能

欠点

低速時に回転力が変動する
半径方向にも吸引力が働くので騒音、振動の原因になる
回転子の位置に同期しない場合には脱調するので制御が困難

用途

SRMはいくつかの洗濯機や掃除機^[2]^[3]の設計に使用される。
自動車においてはマイルドハイブリッドのアシスト用電動機として使用されることがある^[4]。

脚注

^ ^a ^b ^c SR モータの起源と歴史
^ 掃除機、コードレスの陣（page 3）日経テクノロジーオンライン 2013年10月28日
^ シャープのコードレス掃除機「FREED」は市場にインパクトを与えるか？ P.2 日系トレンディネット 2014年5月15日
^ “新型メルセデスAMG SLが搭載する現代最強の2.0Lエンジン電動ターボのM139とは”. Motor-Fan[モーターファン] (2022年12月16日). 2023年7月12日閲覧。

外部リンク

ウィキメディア・コモンズには、スイッチトリラクタンスモータに関連するカテゴリがあります。

Real-Time Simulation of Switched Reluctance Motor Drives Technical Paper

表話編歴電動機（電気モータ）
AC - 交流 DC - 直流 PM - 磁石 SC - 整流子
基本型	交流電動機（ACモータ）直流電動機（DCモータ）
DCモータ	単極電動機直流整流子電動機ユニポーラモーター（英語版）
AC SC 機械整流子	反発電動機（英語版）交流整流子電動機
AC SC 電気整流子	無整流子電動機(BLDC) スイッチトリラクタンスモータ(SRM)
AC 誘導電動機 (induction (IM))	隈取磁極型誘導電動機 Dahlander pole changingモータ（英語版）誘導電動機(SCIM) Wound rotor モータ（英語版）(WRIM) リニア誘導モータ（英語版）かご形三相誘導電動機巻線形三相誘導電動機単相誘導電動機
AC 同期電動機(SM)	同期電動機永久磁石同期電動機(IPMSM / SPMSM) リラクタンスモータ(SyRM) 同期電動機(WRSM)
Special magnetic machines	二次励磁電機（英語版）リニアモーターサーボモータステッピングモーター主電動機ボイスコイルモーター
非磁性	静電モーター超音波モータ
Enclosure Type	Hermetic seal（英語版） TEFC（英語版）
コンポーネントおよびアクセサリー	電機子制動チョッパ（英語版）ブラシ（電動）（英語版）整流子直流制動（英語版）界磁コイル（英語版）回転子スリップリング固定子コイル
モーター制御器（英語版）	AC/ACコンバータ（英語版）アンプリダイン（英語版）可変速ドライブ（英語版） (ASD) サイクロコンバータ（英語版）直接トルク制御（英語版）(DTC) Metadyne（英語版）モーター制御器（英語版）モーターソフトスターター（英語版）セルモーターインバータサイリスタ位相制御可変電圧可変周波数制御(VFD) ベクトル制御（英語版）電圧コントローラ（英語版） Ward Leonard control（英語版）
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未来的、, 実験的	コイルガンレールガン超伝導機（英語版）
関連トピック	Blocked rotor test（英語版）円線図（英語版）制御理論電磁気学 Open-circuit test（英語版）開ループ制御パワーウェイトレシオ二相交流
人物	フランソワ・アラゴピーター・バーローサミュエル・ハンター・クリスティマイケル・ファラデーゼノブ・グラムジョセフ・ヘンリーイェドリク・アーニョシュハインリヒ・レンツジェームズ・クラーク・マクスウェルハンス・クリスティアン・エルステッドヒポライト・ピクシーヴェルナー・フォン・ジーメンスフランク・スプレイグウィリアム・スタージャンニコラ・テスラ
関連項目	オルタネーター発電機インチワームモータ（英語版）
電磁気学のSI単位	C - 静電容量 (F) Q - 電荷 (C) G, B, Y - コンダクタンス、サセプタンス、アドミタンス (S) κ, γ, σ - 誘電率 (S/m) I - 電流 (A) D - 電束密度 (C/m²) E - 電界 (V/m) Φ_E - 電束 (V·m) χ_e - 電気感受率 U, ΔV, Δφ; E - 起電力 (V) L, M - インダクタンス (H) H - 磁界強度 (A/m) Φ - 磁束 (Wb) B - 磁束密度 (T) χ - 磁化率 μ - 透磁率 (H/m) ε - 誘電率 (F/m) P - 電力 (W) R, X, Z - 抵抗、リアクタンス、インピーダンス (Ω) ρ - 電気抵抗率 (Ω·m)
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