さまざまな種類のモーター: AC、DC、サーボ、ステッパー設計のバイヤーズ ガイド

ポンプ OEM は、同じ 15 kW デューティ ポイントを 3 つのモータ メーカーに送信し、4 極誘導モータ、永久磁石同期モータ、および統合ドライブを備えたブラシレス DC ユニットの 3 つの異なるマシンを返します。 3人とも必要な流れとヘッドを打ちました。ドライブ、フレーム、スペアパーツ プラン、8 年間の電気代を追加すると、最も安価なオプションは 1 つだけです。

以下のファミリーは、コンポーネント サプライヤーが実際に認識している方法、つまりローターの機能とその周りに何を構築する必要があるかによってグループ化されています。

ほとんどの産業仕様をカバーする 5 つのモーター ファミリ

ユニバーサル (直巻) モーターは依然として電動工具に使用されており、一部の工作機械やハンドリング システムではリニア モーターによって回転からリニアへの変換が不要になっています。どちらも上記の選択ロジックを変更しません。単に形状を追加するだけです。

誘導モーターは依然として体積製品であり、その体積のほぼすべてがステーターとローターコアに収まります。ラミネートの厚さ、ケイ素鋼のグレード、積層圧力によって、入力エネルギーのどれだけがトルクではなく熱として残るかが決まります。そのため、コア仕様はモーター タイプの後ではなく、モーター タイプと一緒に引用されます。

AC モーターのステーターとローターの積層 AC モーターのステーターおよびローターコア用の精密プレス加工された無方向性ケイ素鋼積層板。厚さ、スロット形状、バリによってコア損失とトルクの形状が制御されます。 製品を見る→

それぞれのタイプが実際にトルクを発生する仕組み

• まずフィールドを回転します。 電気角 120 度の間隔で配置された 3 相巻線は、同期速度で伝わる磁界を生成します。マシン内のその他すべては、そのフィールドへの応答です。
• スリップは誘導動作を定義します。 全負荷時、小型および中型誘導モーターは通常 1 ～ 5% のスリップで動作します。ブレークダウントルクを超えて押し込むと、ローターは正常に失速するのではなく失速します。
• 磁石は滑りを取り除きますが、天井を追加します。 PMSM は、逆起電力がインバータの DC バス電圧に近づくまでトルクを生成します。基本速度を超えると、ドライブは意図的にフィールドを弱める必要があります。
• 転流が境界線です。 ブラシと整流子はローター電流を機械的に切り替えます。 BLDC および PMSM ドライブはそれを電子的に切り替えます。物理的性質は似ていますが、摩耗メカニズムは似ていません。
• ポジショニングにはフィードバックが必要です。 サーボはエンコーダのループを閉じ、過負荷から回復します。ステッパーはオープンループで動作するため、詰まった軸は静かにステップを失い、マシンは間違った基準から続行します。

2 つの最大の家族間の行動の違いについては、個別に読む価値があります。 誘導モーターと同期モーターの違い 始動トルク、引抜き動作、および各タイプが経済的でなくなる場所について説明します。

並べて比較

効率バンドは 15 kW、4 極クラスのマシンを示しており、フレーム サイズ、標準、および製造品質によって変化します。これらは、ネームプレートの値を置き換えるのではなく、ファミリを比較するために使用します。

購入者が見落としている数字

銘板の効率は目に見える数字です。隠されたものによって、マシンが 6 年目でも機能するかどうかが決まります。温度上昇マージンが 1 つ目です。絶縁クラスの限界近くで動作するモーターは巻線の寿命を急速に失い、過剰な層間ショート パスを持つコアはデータシートが示すよりも高温になります。 2 番目はコギング トルクで、特に低速位置決め用の PMSM および BLDC 設計で顕著です。 3 番目は煙突圧力で、これは設計変数ではなく製造変数です。

コアの組み立て方法は 3 つすべてを変更します。インターロックされた積層は溶接ブリッジを回避し、磁路をきれいに保ちますが、インターロックによりシート間に局所的な短絡が発生します。溶接されたコアは、溶接部の損失を犠牲にして、大型フレームや高振動に対して最も剛性の高いスタックを提供します。接着結合されたコアは、プロセスが遅くなり温度に敏感になる代わりに、最良の損失挙動と最も静かな動作を実現します。これらはいずれも、モーターの種類を指定するだけの発注書には表示されません。

各タイプがフィールドに到達する場所

この分布は、サプライヤーが固定速度工具と駆動義務工具の両方を維持する理由を説明しています。誘導コアは依然として大量生産ラインを満たしていますが、サーボ コアとステッパー コアはより厳密なバリ制御とより薄いゲージを必要としています。構造面では、電気式よりもアプリケーションによってハウジングが決まります。風力タービン発電機のベースには剛性と疲労寿命が必要で、船舶用ユニットにはシャフトのクランプと腐食保護が必要で、高電圧産業用フレームには定義された冷却経路が必要です。

選択パス: デューティ サイクルからラミネート仕様まで

サーボ Motor Stator and Rotor Core Assembly サーボモーター用の積層積層ステーターおよびローターコアアセンブリ。最適化された極スロットと磁気回路設計により、トルクリップルが低減され、プロトタイプの構築でスムーズで正確な動作が実現します。 製品を見る→

産業用溶接ボックス型モーターベース 大型産業用モーター用の鋼板溶接ボックス型ベース、レベリングフィート、冷却通路、密閉エンクロージャオプション付き。溶接品質とフレーム剛性がベアリングのアライメントを保護します。 製品を見る→

メンテナンス、コンプライアンス、サプライチェーンに関する注意事項

効率に関する主張は、カタログの見出しではなく IEC 60034-30-1 クラスに基づいて追跡できる必要があり、試験報告書にはその方法が記載されている必要があります。溶接フレームの場合、ISO 3834 に基づく溶接品質管理は電気仕様と同じくらい重要です。これは、フレームの歪みにより、巻線が破損するずっと前にベアリングのアライメントが損なわれるためです。自動車および新エネルギー車のプログラムでは通常、部品サプライヤーによる IATF 16949 の適用が必要ですが、一般の産業バイヤーは通常 ISO 9001 および ISO 14001 に準拠して取り組んでいます。

メンテナンス面では、実際のチェックは地味なものです。ベアリングの温度傾向、振動の兆候、絶縁抵抗、そして駆動源が供給される機械ではシャフト電圧です。同じフレームの予備のコアまたは予備のモータを棚に保管しておくと、特にリード線が長い溶接ハウジングの場合、故障後にすぐに交換するよりも安価です。モーターのタイプが既存の設備によって固定されている場合、残されるレバーはコアとハウジングだけになります。通常、設置面積を変更せずに効率を回復するにはこれらで十分です。