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2017年4月~5月新刊

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イチバンやさしい理工系
「モータ」のキホン』概要 井出萬盛

 モータはほぼ完成された機械と思っている方も多いでしょう。しかし、強い永久磁石が開発され、マイクロコンピュータの出現と半導体制御技術の向上にともない、新しいタイプのモータが誕生しています。現在、社会で利用されているモータのほとんどが、機械システムの中で動いています。モータは回転速度を変えたり、回転方向を変えたり、ゆっくり止めたり、ブレーキをかけて早く止めたりします。私たちの生活の中で、安全で心地よい環境を与えてくれているのが、縁の下の力もちといわれるモータの存在です。本書では、モータの周辺技術を含めて、わかりやすく解説しました。

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21世紀の動力源として進化するモータのすべて
『「モータ」のキホン』
著者:井出萬盛(いで かずもり)
価格:1500円+税 色数:オールカラー
ジャンル:工学 刊行:2010年4月 ISBN:978-4-7973-5714-1

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<著者>
井出萬盛(いで かずもり)
1951年長野県生まれ。現在、湘南工科大学附属高等学校教諭、同大学非常勤講師。電気学会正員、日本ロボット学会正員。著書に『全方向へ思いのままに ボールで動くロボットの製作』『録音再生ICを使った おしゃべりロボットの製作』(パワー社)、『図解入門 よくわかる最新モータ技術の基本とメカニズム』(秀和システム)がある。趣味はアンデス音楽(フォルクローレ)、シーク演奏、渓流のイワナ釣りなど。
>>著書/監修書一覧

<目次>
第1章 モータの使われ方を調べてみよう
 001 扇風機や換気扇には負荷に応じて回転速度が変化する誘導モータを使用
 002 洗濯機の誘導モータもブラシレスモータのダイレクトドライブに進化している
 003 エアコンや冷蔵庫でも省エネのためにブラシレスモータが活躍する
 004 電動工具には始動時に大きな力がでる交流整流子モータが使われている
 005 地下鉄や路面電車には理想的な特性の直流直巻モータが使われてきた
 006 新幹線や特急電車にはVVVFインバータ制御が可能な三相誘導モータが使われる
 007 電気自動車には三相交流の誘導モータかPM同期モータが使われている
 008 新幹線は大規模なモータ制御システムで運行管理されている
 009 サーボモータと制御技術によって介護や医療の分野にもロボットが進出
 010 VVVF制御技術とPM同期モータでエレベータやエスカレータが進化する
 011 ケーブルカーやロープウェイにはインバータ制御の三相誘導モータを使用
 012 遊園地の大形アトラクション設備には油圧モータやリニアモータが使われる
 013 パソコンと周辺機器には静音のためにブラシレスモータが使われる
 014 そのほかの家電製品に使われているモータたち
 COLUMN 量の記号および単位記号

第2章 モータの利用と基礎知識
 015 モータっていったいなんだろう?
 016 クリーンエネルギーとしての電気エネルギー
 017 直流・交流2つのモータで現在の快適な暮らしは維持されている
 018 モータは電気エネルギー、駆動原理、構造別に多様な種類がある
 019 小形直流モータの基本的な構造を見てみよう
 020 「トルク」ってなんのことだろう?
 021 モータでは回転数や電圧・電流の使い方を示す「定格」値がある
 022 モータは「効率」が悪いと大きくなってしまう
 COLUMN 回転しない振動モータとは?

第3章 電流と磁界の関係
 023 永久磁石は2つに割ってもふたたびN極とS極が現れる
 024 磁界の強さは磁力線で表す
 025 ネオジム磁石はもっとも強い磁力をもっている
 026 電池から流れでる電流はいろいろな働きをする
 027 電流と磁界は右ネジの関係でつながっている
 028 電磁石は電池を取り外しても磁気が残る
 029 磁界が変化するとコイルに不思議な電流が流れる
 030 電磁誘導はファラデーとレンツによって解明された
 031 コイルに発生する誘導起電力は発電機の原理になっている
 032 磁界の中で電流に働く力を見てみよう
 033 フレミングの法則には「右手の法則」と「左手の法則」がある
 034 磁界の中で鉄や磁石が受ける力はモータの回転原理につながる
 COLUMN モータに革命を起こしたサマリウム・コバルト磁石

第4章 直流で動くモータのしくみと働き
 035 永久磁石による磁界と電磁石による磁界のつくり方
 036 永久磁石を使った小形直流モータの基本構造を知ろう
 037 小形直流モータが回転するしくみを知ろう
 038 小形直流モータの性能を考えてみよう
 039 電磁石を使った大形直流モータの基本構造を知ろう
 040 整流子と電機子コイルの接続
 041 モータは回転すると同時に発電もしている
 042 コイルの発熱と等価回路の考え方
 043 電機子電流による界磁磁束の偏りはブラシや整流子を損傷させる
 044 トルクの大きさはモータの形でわかる
 045 直流モータは電磁石のつくり方で性能が大きく変化する
 046 電磁石を電機子コイルと並列接続した直流モータの性能
 047 大形直流モータは始動時の大電流を抑えながら回転させる
 048 大形直流モータの回転速度は電圧や界磁で調整できる
 COLUMN 誘導モータと同期モータ

第5章 交流で動くモータのしくみと働き
 049 家庭の電気は交流といい、電流の向きが変わる
 050 交流回路では使われる電力と使われずに電源に帰る電力がある
 051 実際に使われる電力の割合を「力率」という
 052 うず電流は目的によっては弊害にもなる
 053 交流モータを回転させる三相交流とその性質
 054 三相交流電源の接続にはΔ接続とY接続がある
 055 三相交流では回転する磁界をつくることができる
 056 うず電流とアラゴの円板
 057 三相交流で回転する誘導モータの原理と基本構造
 058 三相誘導モータは回転子巻き線の構造によって2種類ある
 059 固定子コイルの巻き方で回転速度が変わる
 060 誘導モータの回転速度と「すべり」について
 061 三相誘導モータは直流モータに比べて始動トルクが小さい
 062 三相誘導モータには「かご形」と「巻線形」がある
 063 三相誘導モータの回転制御は電圧や周波数で行っている
 064 家庭で使われる単相誘導モータのしくみと特徴
 065 単相誘導モータの始動方法について考えてみよう
 066 交流で回転する「同期モータ」は磁石の吸引力で回転する
 067 同期モータは自力で回転できないモータ
 068 同期モータは回転特性や構造的な特徴が豊富なモータである
 069 同期モータは始動に手助けが必要になる
 070 整流子をもつ交流モータのしくみと特徴
 COLUMN 新幹線の新しい時代が始まる

第6章 特殊なモータのしくみと働き
 071 ギヤの働きと回転調整
 072 標準ギヤや遊星ギヤなどギヤにはいろいろな種類がある
 073 ロータリーエンコーダは回転数や回転方向を検出できる
 074 高い機能を引きだしたモータ
 075 磁磁気を使わない「超音波モータ」の回転原理と特徴
 076 回転磁界から移動磁界にすることでリニアモータが誕生した
 077 移動磁界を利用した交流で動くリニアモータ
 078 動く部分によっていろいろな種類があるリニア直流モータ
 079 スイッチで電流の方向を切り替えて移動するリニア直流モータ
 080 電気抵抗がゼロになる「超伝導材料」は魔法の材料
 081 超伝導リニアモータカーは2種類のコイルで走行している
 082 整流子とブラシを半導体で置き換えて「ブラシレスモータ」が誕生
 083 磁極の吸引を半導体で切り替えて「ステッピングモータ」が誕生
 084 ステッピングモータの励磁方式を見てみよう
 COLUMN いま、地下鉄がおもしろい

第7章 モータと半導体制御
 085 モータを思いのままに動かす制御技術
 086 モータ制御に使われるセンサーを見てみよう
 087 SCRは魔法のスイッチといわれ、大容量のスイッチングに使われる
 088 モータ制御のための代表的な半導体電力制御回路
 089 モータを半導体で制御すると新しいタイプのモータが開発できる
 090 制御性のよさが「サーボモータ」の命
 COLUMN ベアリングは日本のお家芸

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