高速回転中のユニバーサルモータに発生する整流火花の撮影

抄録

家電品の掃除機等に使用されるユニバーサルモータは、小型軽量で高速回転のモータであり、ブラシと整流子の摺動接触により整流作用が行われるために、整流子片がブラシと離れる瞬間に整流火花が発生する。整流火花発生の解明は、ほとんど電機子端子電圧等の電気的な面からで、画像面からはほとんどない。そこで、我々は撮影速度が毎秒 5,000～20,000,000 コマの高速カメラを用いて整流火花発生のメカニズムを画像面から解明する試みを行っている。高速度カメラのシャッタリングにレーザ光をトリガ信号とする外部トリガ法を考案し、この手法により常に整流子片の任意の位置から撮影が可能になり、又、火花発生の解析も容易になった。今回の 28 個の整流子片を持つユニバーサルモータの整流火花を高速度カメラにより画像化した結果、火花の発生位置や数、火花の成長過程等が明らかになった。