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交流モーターのトルクについて教えて下さい
2023/10/17 21:38
- 同じ15kwの交流モーターで極数が違うとトルクも違うのでしょうか?
- 15kw 4Pの交流モーターを24HZで運転してもトルクが足らず、過負荷異常となるのでしょうか?
- 極数とトルクの関係式等もあれば教えて下さい。
交流モーターのトルクについて教えて下さい
2009/01/26 13:16
現在、15kw 10P の交流モーターの調子が悪く、
検討案として、インバーターを使用し、
15kw 4P の交流モーターを 24HZ で運転し、
15kw 10P 交流モーターの回転数に合わせようと検討しています。
そこで質問なのですが、
同じ 15kw の交流モーターで
極数が違うとやはりトルクも違うのでしょうか?
15kw 4P の交流モーターを 24HZ で運転しても
トルクが足らず、過負荷異常となるのでしょうか?
極数とトルクの関係式等もあれば教えて下さい。
回答 (5件中 1~5件目)
MKS単位の記述で恐縮ですが、
* モータの回転数は、 N;回転数、f;周波数
Nrpm(r/min)= (120×fHz)÷P(極数)
にて求められ
* モータのトルクは、 P動力、T;トルク
PkW = (2×π×Nrpm×Tkg・m)÷(102×60)
が関係式です。
動力が15kWと同じで、極数の違いをインバーターで補整し、
回転数を合わせる事は可能ですが、インバーターの性能により
低速トルクは異なります。
◆ 只、周波数を変化させる簡単なインバーターでは、低速の
トルクは大幅に低下します。
★ 周波数変換して、極太波形(電流値を最大にする)のして、
低速トルクもあまり低下しないインバーターでは、定格回転数
でのトルクより少し落ちる程度です。
因って、4/10となり、40%弱になります。
▲ 一部特殊な、回転数を下げトルクが上がるタイプもありますが
一般的ではないでしょう
以上により、インバーターではなく、ポピュラーに減速機を使用して
4/10 ⇒ 2/5減速機を付けて使用する事をお奨めします。
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最近のインバータはベクトル制御で1Hzから100%トルク出力は可能です
http://wwwf2.mitsubishielectric.co.jp/melfansweb/inv/lineup/fr_a700/ina7002d.htm
ただ、低回転で高トルク運転すると冷却不足になる恐れはあります
その場合は外付けファンで対策可能です
三相モータの動力公式は↓
http://nippon.zaidan.info/seikabutsu/2005/00130/contents/0026.htm
定パワーで使用すると考えると,モータ出力:W,極数:p,すべり:s,インバータ周波数:fとすれば,モータトルクTは,
T = W・p / {4π(1-s)・f} ・・・(1)
になります。ここで上記2種類のモータのすべりがともに等しく,1%であると仮定すると,
T(10P) = (15000×10) / {4π×(1-0.01)×60} = 201 [N・m]
これは,4Pモータの回転数が約720[r/min]であり,10Pモータ回転数と合わせるということから考えて,f=60Hzになるからです。
同様に,
T(4P) = (15000×4) / {4π×(1-0.01)×24} = 201 [N・m]
したがって,同じになります。
(1)式からトルクは極数pに比例して大きくなりますが,回転数を既に元の10Pモータに合わせ込んでいる結果がそのまま現れています。そもそも,
W = Tω (ω:回転角速度)
ですから,当然と言えば当然ではないでしょうか。
計算式はわかりませんが、トルクは大きく違うと思います。
4P・・・モータの電極が4つ(90度にひとつ)あるモータ
10P・・・同様に10ヶ(36度にひとつ)
な訳ですから、ひとつの電極が次の電極ブラシまで90度惰性で回らなければならない、10Pなら36度で済むわけですから、当然トルクは大きくなります。
また、インバータの24Hzは、通常使用域のの下の方になりますから、インバータの方でも過負荷が出る可能性があります。
(一応、初期ブーストを設定しておいた方が良いと思います)
20Hzを切ると本当に危ないと思います。
kwは仕事量の単位です。
kw=トルク(kgf・m)×回転数/974(定数)であらわされます。
インバータ制御を簡単に言うと、基底周波数で回した時と同じトルクで低い周波数でも回せるだけです。
ですから、全くトルクが足りません。
4Pでどうしても回したいときは機械式の減速機を使ってください。