プーリーについて

Question

モーター（三相誘導電動機）で、プーリーの使用を考えています。 
下記の例題について答えと、その理由を教えて頂けると助かります。

Ａ案とＢ案のどちらがモーターに負荷を与えるのでしょうか？
モーター側が小プーリーとします。

Ａ案（小プーリー：１１８、大プーリー：２１２） 
　Ｂ案（小プーリー：１２５、大プーリー：２２４）

その他、プーリー選定には色々と検討しなければならない事は、
すでに別の質問で教えて頂けたので一応理解しております。

宜しくお願い致します。

Accepted Answer

一つのことで判断できるなら話は簡単で貴殿も悩まないでしょう

関係する要素は
トルク、モータ加減速性能

トルクに関して
プーリ減速比が大きい方がモータの負担は少ない
プーリ減速比　A:B＝1.797：1.792
よってＡの方がモータの負担は小さい＝Ｂより大きなトルクが出る
Ｂ方が負担が大きい＝Ａよりトルクが小さくなる

モータ加減速時間
モータ加減速時間は慣性モーメントが大きいか小さいかで決まります。
ほぼ同じ減速比であるＡとＢでも、ＡとＢではプーリの直径が
少し違いますのでその差の分、慣性モーメントの値に違いが出ます。
慣性モーメントは小さいと加減速時間を短くできます。
慣性モーメントはプーリの直径が小さい方が小さくなります。
よってＡの方がＢより、早くモータを起動・減速出来ることになります。

定速走行時の性能は条件により変わりますので一概に言えませんが
基本は
定速走行時は慣性モーメントは関係せず、トルクが関係してきます。
よって減速比がＢより大きいＡの方がトルクを多く出せます。
但し、その差は3％とモータの製作誤差の範囲であり実質的には
その差は出ないとするのが常識です。

定速走行でなく速度と負荷が変動するのを一定速にしようと制御
しようとすると、慣性モーメントが関係してきて、この場合慣性
モーメントがＢより小さいＡの方がＢより機敏に加速・減速出来ます。

ちなみに回転数と回転速度はきちんと分けて考えてください。
停止から定格回転速度r/minまでのモータの起動時間はものによりますが
一瞬です。
数十msから早いと数ms(千分の数秒)で起動します。

Answer

モータが定格回転数で廻っている場合は、その差程度なら殆ど同じと考えます。
（詳細には、モータのワット数や減速機が付いているかの情報が必要ですが…）

モータが停止から定格回転数に達するまでの間は、これも殆ど同じと考えます。
が、前述の定格回転数で廻っている時より、Ｂ案の方が負荷の掛かり具合が大きいです。

あっ！、思い出しました。
同じ車に、運転手だけと、搭乗人員全て乗り込み且つ荷物も満載では、車の加速が異なる
説明をした方ですね。
アクセルをいっぱい踏んでも後者は中々加速しない、エンジンに負荷が掛かっている
経験をした事があるなら、その事と類似内容です。
駆動源がモータか、エンジンか、だけで。

Answer

小プーリーがモーター側、大プーリーが負荷側として、
モーター側を１４５０ｒｐｍで駆動したとすれば、
負荷側の回転数は、
　Ａ案の場合、８０７．１ｒｐｍ
　Ｂ案の場合、８０９．２ｒｐｍ　　ということになります。

一般的な負荷の場合、回転数の増加に伴いトルクも増えますから、
Ｂ案の方がモーターに対する負荷は大きいということになると思います。

とはいうものの、回転数が増加するとトルクが減少するような負荷も存在
しますので、Ｂ案の方が負荷が増大するとは言い切れません。

いずれにしても実用的には、負荷側の回転数が０．３％程度の違いでは、
ほとんど差がないと考えてよさそうに思います。

Answer

小生も知りたい。
「モータのみ」への負荷を考える理由は何か。
トルクであれば半径は絡むのだろうと思うが。
組み合わせ（ベルト、従動側）として考えれば大差ないのかと考えてしまう。
この差を考えるほどギリギリのモータを使うのでは無いとは思うのだが。

小生の頃は0.5B刻みであったのでこんなに真面目に考えなかった。
皆様小生にも教えてください。
投稿者さんすいませんが小生も勉強させてもらいます。

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