n_shinichi’s blog

★記事一覧★から見てください...(すみません、メニュー、リンク、カテゴリー分けがうまくできてません) 日々の備忘録、誤記多し... 名古屋大学:非常勤講師、小学5年生:電磁石単元理科講師、学生フォーミュラ:EV技術指導員、魔改造の夜:Dンソーアドバイザ、CQ出版_Interface:制御技術関連執筆

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超高電圧! 1万ボルトで回るモータ

静電モータのコロナモータと呼ばれるタイプのものです。

 磁力は使いません。 静電力で回します。

下敷きをこすると・・・髪の毛がくっつく。。。

  子供の頃やった方多いかと思います・・・

冬場衣服が静電気でまとわりつく。。。

   

その力です。

 

その静電力をうまく回転作用が出るように仕込んでやると、

 静電力で回るモータが作れます。

 

セーターが静電気でパチパチ・・・とか鳴る時って

 およそ1万ボルトほど発生しています。電流は非常に小さいですが...

 

静電モータはモータ自体は一般によく見かける電磁モータより、

 理論的なポテンシャルは高いと言われ将来の高性能モータのひとつとして

 いろいろ研究機関で研究されています。

 

小さなモノでは比較的電圧も小さく浮遊させたりするモノもあります

www.newscientist.com

 

静電モータはMEMS、マイクロモノでの方が研究は盛んです。

 こちらは東大のMEMSいろいろ紹介

toshi.iis.u-tokyo.ac.jp

 

電流が非常に小さいため、

 導線での電気抵抗でジュール熱がほとんど発生しません

磁気回路がないので鉄損はありません。

電磁モータは主要構成が鉄や銅などの重い素材に対し 

 主要素材は樹脂など軽量なもので構成できます。

 今回のものは電極を銅箔で作ってますが、電流がμAオーダなので

 導電性の樹脂などでもできます。

  紹介してるモノは3DプリンタでPLA、植物由来ですので土に変えります。 

 

理論的なポテンシャルは高い・・・ 昔から言われてますが

 でも、実用化されてない。。。なんでかというと一番は

 超高電圧の扱いが難しいんです。

 

この紹介では1万ボルトですが実用的なモノにするにはさらに電圧は上げたい。

 静電力は電圧の2乗で強くなります。

 

数万ボルトもの超高電圧を

  扱えるトランジスタ、いいモノがありません。

  

導線が無くても放電で電気が回路じゃないところ勝手に流れたりします。

  絶縁体が絶縁じゃなくなります。

    感電の恐れがあります。

      大変です。

 

上手くできれば軽くて高効率の原動機システムになる可能性があります。

 

で・・・ここでは静電モータの中でも構成が簡単なコロナモータと呼ばれるタイプ

 作ったので紹介です。

 クーロン力、静電力で動くモータ、いろいろ分類の仕方がありますが

 

コロナモータは電磁モータでいうところの

 ブラシモータになります。

 なので、電磁モータでのブラシレスモータがインバータ、ESCなど必要だけど

 ブラシモータは直流電源繋ぐだけでいい。。。同じです。

 

電磁モータもブラシのマブチモータとかより、

  ドローンとかのブラシレスモータの方が高性能ってのと同じ感じで、

 静電モータでもそうなのですがインバータ大変なので

  静電モータでのブラシレスモータはあまりありません。。。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

電解・・・・あー 間違い発見。。。 読み返さずアップしちゃってるから...

 電界が正解です。

 

 

 

 

 

イカフェア東京で展示してた24極版についてはこちら

n-shinichi.hatenablog.com

n-shinichi.hatenablog.com

 

カッターの刃で作ると高い電界集中部を作れるので

極数が少なくても出力が高いモノが作れます。

若干危険なので公共展示モノには使えないので外では

大学での技術講習などでしか使いません・・・

n-shinichi.hatenablog.com

 

おまけ

回転速度を上げるのってパッと見以上に出力が必要です。

 たとえば回転速度を2倍にするのには出力が2倍では全然足りないんです。

 

 

静電モータの高出力化ではさらに超高電圧にしたりしますが

 大気中では絶縁耐力を上げるのは大変なので

 パッシェンミニマムの左側・・・高真空領域など利用します。

 

 真空ポンプもフツーの真空ポンプじゃ高真空領域は到達できないので

  ターボ分子ポンプなどを使います。

  真空の中ではタービンの空気摩擦がないので9万rpmとか小さなモータで

  回せます。  軸受けが磁気浮上軸受けとか使ったりしますが...

 

  高真空領域とかではタービンなんかでは

    円板摩擦、、、摩擦というより、分子を叩くって感じになります...