電動機の基礎と構造に関する総合解説

電動機（でんどうき、英: Electric motor）とは、電気エネルギーを力学的エネルギーに変換する電力機器、および原動機の総称である。一般には「モーター」や「電気モーター」とも呼ばれる。

動作原理

一般に、磁場と電流の相互作用（ローレンツ力）による力を利用して回転運動を出力するものが多い。電動機にはさまざまな種類が存在するが、基本的には固定子と回転子を備え、一方が変動する磁界を発生させることで駆動力を得る仕組みとなっている。

電動機の構成要素

回転する電動機は、主に以下の要素から構成されている。

• 回転子（ロータ）: 軸を持ち回転する部分。
• 固定子（ステータ）: ローターを囲むように配置され、回転子と相互作用して回転モーメントを発生させる部分。
• 回転軸・軸受: 回転子の回転を外部に伝え、支持する機構。
• 冷却装置: 損失により発生した熱を冷却する装置。

また、整流子電動機では、整流子とブラシによって電機子に流れる電流を切り替え、回転方向を保つことで連続的な使用を可能にしている。

電動機の損失

電動機における損失は、入力電力と出力仕事の差として定義される。主な損失には、固定損（鉄損および機械損）、負荷損（抵抗損や漂遊負荷損）などが含まれる。