ホモポーラーモーターとは

ホモポーラーモーターは、磁場と直流（DC）を運動に変換するデバイスです。 主な部品は、隣接する金属ディスクとシャフトを備えた永久磁石です。 ホモポーラーとは、ローターの隣に磁石の1つの極または側面のみがあることを意味します。 直流がディスクに印加され、磁場を通過する電流の影響により回転します。 科学者マイケル・ファラデーは、水銀浴内の磁石の周りを回転するワイヤで1821年に最初の効果を示しました。

電気は、磁場を介して金属ディスクを回転させることで発電機として機能する同極モーターによって生成することもできます。 回転ディスクは、バッテリーに保存できるDC電流を生成します。 この原理は大規模な発電施設には実用的ではありませんが、DC電流が必要な場合は単極発電機が役立ちます。

同極モーターの別のバリエーションは、バーローのホイールでした。 数学者のピーターバーロウは、ファラデー効果を実証するために1822年にホイールを開発しました。 Barlowのホイールは、バッテリーに接続され、永久磁石に囲まれたトレイまたは水銀トラフの上に吊り下げられた回転金属ディスクを使用します。 回転ディスクが水銀の中に下げられ、電気回路が完成すると、電流が磁場と相互作用し、ホイールが回転します。

単極モーター技術の利点の1つは、部品の削減です。 ワイヤコイルステータとロータを備えたモータは、適切な動作のために整流子も使用する必要があります。 整流子は、ローターが回転するときにモーターの極性を反転させるデバイスです。 これは、ローターがモーター磁場内で位置を変更し、トルクまたは回転力を提供するために極性を変更する必要があるために必要です。

同極モーターにはさまざまな実用的なアプリケーションがあります。 船の推進は20世紀にこれらのモーターの使用を開始しました。船の船体を通過するドライブシャフトに接続されたディーゼルエンジンが電気駆動に置き換えられました。 発電機は、プロペラに直接接続されたシステムのDC電力を生成できます。

21世紀初頭から、電気駆動装置は船のキールの下の回転ポッドに設置され、あらゆる方向に推力を与えることができました。 この技術は推進の効率を高め、ドッキングと操縦のための優れた船舶制御を提供します。 ポッドは、ジョイスティックを使用して船の橋から制御でき、メンテナンスと潜在的な漏れの問題でドライブシャフトを排除します。

1700年代以降、さまざまなデバイスで研究された技術は、レールガンとして武器の開発で知られている線形加速です。 リニアアクセラレータは、デュアルレールに電力を供給することにより、ファラデーのモーター原理を利用しています。 金属製のスレッドまたは発射体がレールの上部にあり、電流が一方のレールから他方のレールにスレッドを通過します。 結果として生じる効果は、同極モーターです。 ただし、スレッドまたは発射体は、回転するのではなく、レールに沿って速度を上げて推進されます。