ミョウバンの結晶作りの溶液の温度を均一にしようと、小型ポンプで循環させようと考えてみたが、ゆっくり攪拌するマグネティックスターラーの方が、静かで、メカも少ないので良さそうに思えてきた。化学の実験で使ったやつですが、マイコン制御の電子式の回転磁界でゆっくりと回すものを考えてみようかな。

簡単モーターのトルク(永久磁石対向界磁)

二極簡単モーター模式図 水の中に沈んだスターラーを動かすので、起動抵抗は少なく、ゆっくりなら非力でも良いと思う。先ずはどの程度で動くのか調べてみることに。簡単に作れてほぼ無負荷の手作りモーターを探してみると「智恵の楽しい実験」と「香風の手作り千両」と、具体的な構造が分るのが、ふたつ見つかった。軸受けは、クリップやピボットで、界磁は永久磁石。トルクを計算して見積もってみる。TDKの技術資料に、マグネット中心軸上の磁束密度の式があったので、ギャップの距離で計算。電機子コアが回転軸で離れている場合は対向磁石の距離をその分増やしてみた。電機子コアの頭の直径の巾で作用すると考えた。コイル電流は、コイル平均直径と巻き数とエナメル線太さで抵抗を求めて計算。トルク作用有効率とは、力が働くのは電機子コアが磁石と対向した時だけなので、これが一周に対してどのくらいの比かで、一周の平均のトルクにしました。有効数字が多いですが、丸めるのが面倒くさいのでガマンしてください。ということで0.05gwmくらい。 (2019.2)

トルクの見積もり

簡単モーターのトルク(界磁コイル)

二極簡単モーター模式図 「科学のあゆみ」に載っている、二極簡単モーター。界磁に鉄心があるので、ほぼ一周力が作用している。各部の寸法が記載されていないので、図から、電機子の径6cm、電機子の厚さ2cmと推測しました。本当はも少し大きそうですが。電源は3V。界磁は直巻きです。トルクは0.6gwm、少し負荷をつけても動きそうなのかもしれないですね。(2019.2)

トルクの見積もり