ドライヤーや掃除機の「弱」「中」「強」の仕組み

質問

ドライヤーや掃除機の「強」「中」「弱」が切り替えることができる仕組みについて教えてください。ドライヤーは、スライドさせて風の強さを選ぶタイプ。掃除機はハンドルの付近にある押しスイッチで「強」「中」「弱」吸い込む強さを選ぶタイプでの強さを切り替えることのできる仕組みを教えていただきたくお願いいたします。

疑問を感じたのは、コンセントは100Vの電圧に決まっているのに、どうやって「中」や「弱」にすることができるのか、その仕組みを知りたくなり質問しました。
よろしく、お願いいたします。

回答No.2

atm_phantom · ベストアンサー

№ 1 の方の回答に補足させていただきます。

電動機 ( モーター ) が発明されるとそのパワーを調整したいという要求が出るのは当然のことです。回転運動のパワー P は高校数学でやってないかもしれませんが、P = Tω ( T: トルク、ω: 角速度 ) であり、T は負荷により決まってしまうので、ω を調整することが手っ取り早い。

そこで、№ 1 の方が説明しておられる SCR、IGBT 等の半導体スイッチング素子を使用した最新のものから、質問者が質問の中で述べておられる電源電圧制御法を始めとする様々な方法が考えられているのです。

下記に交流・直流電動機の速度制御法について説明した Web サイトを添付しておきますので参考にしてください。「 電動機␣速度制御 」で検索すればいくらでも出てきますよ。

DC電動機
https://e-sysnet.com/%e7%9b%b4%e6%b5%81%e9%9b%bb%e5%8b%95%e6%a9%9f%e3%81%ae%e5%a7%8b%e5%8b%95%e3%81%a8%e9%80%9f%e5%ba%a6%e5%88%b6%e5%be%a1/

AC電動機
https://e-sysnet.com/%e9%9b%bb%e5%8b%95%e6%a9%9f%e3%81%ae%e9%80%9f%e5%ba%a6%e5%88%b6%e5%be%a1%e3%81%ae%e6%96%b9%e6%b3%95%e3%81%a8%e7%89%b9%e5%be%b4/

お礼

atm_phantomさん
ご回答ありがとうございます。
参考にさせていただきます。

回答No.1

noname#252332

ドライヤーとか掃除機とかはAC100Vで動くモーターの中ではむしろ少数派で、起動時や負荷がかかった時のトルクが大きく、一般に音がうるさく、負荷が軽ければ回転数もどこまでもあげることができる、ブラシモーターと言うものです。電気ドリルや野菜ジュースのミキサーなどもそうです。この仕組みは電池で回る模型のマブチモーターと同じで、ただ模型の直流モーターでは本体側が永久磁石ですが、AC100Vのブラシモーターは本体側も電磁石になっています。このため直流モーターと同じ仕掛けのモーターが交流で回ることができる、ということを知った時は私は感心しました。

　ところでこのようなブラシモーターの回転数を変えるには下記のような調光器という仕掛けを使います。交流の波形をOFFから始めて、ある位相でONにします。与える電気のエネルギを変えることで回転数が変わります。これはサイリスタと言う昔からある半導体で比較的簡単に、というのは安価に発熱が少なく軽量にできるのです。

　一方、扇風機などはAC100Vのモーターで多数派で、音が静かで、ブラシが無いので寿命が長く、電源周波数に応じた回転数が決まっています。インダクションモーターとよばれるこのモーターも上記の調光器で回転数を変更できますが(電源周波数が変わらないと回転数も変わらないはずのインダクションモーターですが、与える電気エネルギを減らして滑り率と言う能率を悪くすることで回転数を下げます)、昔の扇風機ではもっと原始的に、中速用、低速用という速度が遅くなるコイルをモーター自身が持っていたそうです。速度が変わる原理は上記と同じ、滑り率が大きくなることだと思います。ところが数年前に現場で買った扇風機はインバータ方式と書いてあり驚きました。これは電源を一度直流にして再度自由な周波数の交流電源に変換するというハイテク回路で、安い製品にまで使われる時代になったことにびっくりという訳でした。

お礼

xitianさん
ご回答ありがとうございます。
参考にさせていただきます。