ワードレオナード方式とは？仕組みと特徴を分かりやすく解説
家電を知りたい
ワードレオナード方式って何ですか?
家電製品マニア
それは、直流電動機の速度を制御するための特別な方法だよ。誘導電動機や同期電動機などの定速度電動機を使って、直流他励発電機を動かすんだ。
家電を知りたい
それで、発電機の界磁電流を操作して、速度を制御するんですね。
家電製品マニア
そうだね。発電機の界磁電流を正と負の間で変化させると、被駆動機の速度を正転から逆転まで広く制御できるんだ。回生制動も可能だよ。
ワードレオナード方式とは。
「ワードレオナード方式」と呼ばれる電機用語があります。これは、直流電動機の速度を制御する方法です。
この方式では、定速電動機（誘導電動機や同期電動機など）で直流発電機を駆動します。そして、発電機の界磁電流を変えて可変の直流電源を得ます。その直流電源を、速度を制御したい他励電動機に供給します。
発電機の界磁電流を大きくすることで、他励電動機の速度を正転から逆転まで幅広く制御できます。また、回生制動も可能です。高速域では、電動機の界磁を弱めることで、さらに広い範囲で速度を調節できます。
この制御方式は、発電機の界磁電流と電動機の界磁電流を変えるだけでよいので、制御に必要な電力が少なく、効率が良いのが特徴です。
ワードレオナード方式とはどのような速度制御方式か
ワードレオナード方式は、回転機を利用して速度制御を行う方式です。発電機と電動機を機械的に接続し、発電機から電動機に電力を供給することで速度を制御します。発電機の界磁電流を変更すると、発電電圧が変化し、電動機に流れる電流も変化するため、電動機のトルクと回転数を制御することができます。
ワードレオナード方式の構成と仕組み
ワードレオナード方式は、モータの速度やトルクを制御するために用いられる古典的な電動機制御方式です。その仕組みは、交流電源を直流電源に変換した後、直流モータに供給するというものです。変換には、モータ・ジェネレータと呼ばれる装置を使用します。モータ・ジェネレータは、モータモードとジェネレータモードの両方を備えており、電磁界の回転を動力に変換、または動力を電磁界の回転に変換します。モータ・ジェネレータの直流出力は、可変抵抗器を使用して電圧が調節され、直流モータに供給されます。この電圧制御によって、モータの速度やトルクを連続的に制御することができます。
ワードレオナード方式の特徴とメリット
ワードレオナード方式の特徴とメリット
ワードレオナード方式は、その優れた特徴により、産業用機器や特殊車両などで広く使用されています。まず、無段階変速が可能で、特定の速度やトルクを正確に制御することができます。また、再生ブレーキ機能を備えており、運動エネルギーを電気に変換することで、ブレーキ時に発生するエネルギーを再利用できます。
さらに、ワードレオナード方式は高効率で、エネルギー損失が少なく、高い出力を得ることができます。また、過負荷耐性に優れ、一時的な過負荷にも耐えられます。これらの特徴により、ワードレオナード方式は過酷な環境でも信頼性の高い動作を実現できます。
ワードレオナード方式の用途と応用事例
ワードレオナード方式の用途と応用事例
ワードレオナード方式は、その優れた制御性と柔軟性から、さまざまな産業分野や用途で活用されています。代表的な用途の一例としては、次のものがあります。
* -港湾クレーン- ワードレオナード方式は、港湾クレーンなどの大型荷役機械の駆動に広く用いられています。荷物の重量や高さに合わせて速度やトルクを精密に制御できるため、安全かつ効率的な荷役作業を実現しています。
* -エレベーター- エレベーターの制御にもワードレオナード方式が採用されています。エレベーターは乗客の安全が最優先されるため、スムーズかつ安定した動作が求められます。ワードレオナード方式は、加減速時の衝撃や揺れを最小限に抑え、快適な乗り心地を提供しています。
* -製鉄工場- 製鉄工場では、ロールミルなどの大型機械の駆動にワードレオナード方式が用いられています。ロールの速度や圧力を細かく調整することで、製品の品質と生産性を向上させています。
この他にも、ワードレオナード方式は、鉱山、石油掘削、紡績機械、工作機械など、さまざまな分野で応用されています。その柔軟な制御性と信頼性は、産業機器の効率化や省エネルギー化に貢献しています。
ワードレオナード方式の注意点
ワードレオナード方式の注意点として、以下のような点が挙げられます。
* -コストが高い- DC 機と誘導機の両方を必要とするため、コストが比較的高くなります。
* -複雑な制御が必要- 回転速度やトルクを細かく制御するには、複雑な制御システムが必要になります。
* -効率がやや低い- DC 機と誘導機を組み合わせるため、エネルギー変換の際に効率が低下します。
* -設置スペースが広い- DC 機や誘導機、制御装置の設置にスペースが必要になります。
* -保守がやや大変- 機械的な故障や制御系の不具合が起きると、保守に手間がかかります。
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