プーリ比による伝達動力

Question

ある機械の回転部が、プーリ比　モータ側：主軸側＝100mm：400ｍｍとして駆動しています。
しかしトルク不足の為、主軸のパワーを上げる必要があります。
そこで、φ500ｍｍのプーリに変更してトルクを25％アップさせようとしたのですが、他の機械部品と干渉する為、プーリ径をφ425ｍｍの大きさにしかできません。そこでメーカーに相談したところ、小プーリの径を大きくすることにより、トルクアップできるといわれました。
モーターの回転速度がインバータ調整できないとすると、小プーリが大きくなると、主軸速度が上がり、トルクが落ちると思うのですが。。
小プーリを大きくすると、ベルト接触部が多くなりトルクがあがるという理屈でしょうか？いまいち明確な回答が得られなかったので、どなたかご教授いただけるとありがたいです。

ちなみに、本機械はインバータ調整が可能となっています。
当方西日本なので、通常60HZなわけですが、モーターは40HZくらいまでなら、インバータで落としてもトルクは下がらないと聞いたような記憶があります（定かではありません）。逆にいえば、あまりにHZを小さくすると、トルクが落ちるということだと思います。
インバータとトルクの因果関係にかんしてもご教授いただければと思います。

宜しく御願いいたいします。

Accepted Answer

>モーターは40HZくらいまでなら、インバータで落としてもトルクは下がらな
いと聞いたような記憶があります
インバーターは一般に定トルク制御で、60Hzに対し30～90Hz位は一定のトル
クと考えられます（ただしと低回転ではトルクブースト機能を適用）。
動力Ｐ＝ＴＮでトルクと回転数の積で与えられますから、低回転ではパワー
ダウンします。
プーリー減速の場合動力Ｐが一定ですから、トルクＴは回転数Ｎの逆比にな
ります。また周速が一定ですから、滑りのロスを無視すればＴＮ＝一定で
す。Ｎとプーリー径Ｄは反比例しますから、Ｔ/Ｄ＝一定となります。
したがって、Ｄを大きくすればＴを増やせますが(原動側)、従動側の回転は
上がるので滑りによるロスが増える可能性は残ります。
インバーターのトルクブースト機能は使っていますか？提示のレベルくらい
の調整はできると思います。いずれにしろどれ位トルクが不足しているかを
把握するべきです。

Answer

本件で問題としてる負荷の種類とインバータの機種は何か？

インバータの機種に拠っては↓
http://wwwf2.mitsubishielectric.co.jp/melfansweb/inv/lineup/fr_a700/ina7002d.htm
１Ｈｚから２００％トルクが出せます　＜短時間定格です

この短時間定格と連続定格の違いですが
加速トルクと定速トルクの違いと言い換える事ができます

負荷が走行台車とかテーブルとかであれば加速トルクの方が重要になる場合が多い
加速トルクが足りないと加速時間が遅くなります
またテーブル等では２００％トルクで加速して
その後の定速域では３０％程度しか必要としない場合が多い

２００％トルク発生時間は加速時なのでほんの数秒程度
従って、過負荷異常にはなりません

ブロアやファンでは加速トルクより定速トルクが重要になります
定速トルクは連続定格になります
２００％トルクで連続運転すれば過負荷異常となります

Answer

メーカーの担当者に意図が伝わっていない気がします。

ベルトの種類を変えるだけでも伝達トルクは改善できるけど・・・
主軸側のプーリーも小さく出来ないのかな？

http://www.bando.co.jp/cata-down/cata-down-top.html

インバーターはメーカーや機種によって機能や特性は色々です。
概ね、40Hz程度ならトルクはあまり下がらない。
ただ、モーターが若干 過熱気味になると思われます。

＞ちなみに、本機械はインバータ調整が可能となっています。

本来の調整目的に影響しませんか？

私は プーリー・ベルトで対応された方が良いと思います。

Answer

機械に使用しているモータの出力線図(回転速度と出力・トルクの関係)
を調べて下さい。

一般的に、モータは最低回転速度から回転速度に比例して出力が増加
(その間のトルクは一定)し、ある回転速度からは出力が一定(回転速度
に反比例してトルクは減小する)となります。
(さらに回転速度を上げると出力が上がったり下がったりするタイプ
もあります）

即ち、出力とトルクが最大になる回転速度で使用すれば、モータの能力
を最大限に引き出すことができます。

と、いうことで、推測ですが、メーカは上記回転速度で使用することを
考慮して、「モータ側のプーリを大きくする＝モータの出力・トルクが
最大となる回転速度まで下げる」ことを示唆したのではないでしょうか。

因みに、現在直面されている問題は「トルク不足」であり「出力不足」
ではないのですね。

プーリ比による伝達動力