直流モーターは直流電力で動作します。電池を接続すれば回転し、極性を反転させれば逆方向に回転します。このシンプルさゆえに、直流モーターは最初の実用的な電気モーターとなり、おもちゃからロボットの関節まで、あらゆるものに使われ続けています。

ブラシ付きDCモーターは、機械式整流子を用いて巻線の電流方向を切り替えます。安価で制御も容易ですが、摩耗しやすいという欠点があります。一方、ブラシレスDCモーターは整流子を電子式スイッチングに置き換えています。そのため、長寿命で発熱も少なく、サイズあたりのトルクも大きくなっています。ブラシレスモーターは、現代のロボット、ドローン、電気自動車などで広く採用されています。

DCモータの特性

• 速度は電圧に比例する。
• トルクは電流に比例する。
• ブラシ付きモーター：シンプルで安価だが、メンテナンスが必要。
• ブラシレスモーター：効率が良く、耐久性があるが、コントローラーが必要。
• ギアボックスは、速度と引き換えにトルクを生み出す。

制御は簡単です。パルス幅変調によって平均電圧を変化させ、速度を設定します。Hブリッジ回路により方向反転が可能です。エンコーダは位置フィードバックを提供し、閉ループ制御を実現します。DCモーターは華やかさはありませんが、動作の要となる存在です。ロボットのあらゆる関節、あらゆるコンベアベルト、自動車のあらゆる電動ウィンドウは、DCモーターに依存しています。その動作原理を理解することは、動く機械を設計するすべての人にとって基礎となります。