電動モーターの選び方: トルク、速度、デューティ サイクル、効率

水処理プラントがメイン移送ポンプに交換用の 22 kW モーターを取り付けてから 8 か月後、モーターが過負荷でトリップするようになりました。交換品はフレームサイズが同じで、より高い効率を謳っていたため、始動電流が測定されるまで誰もその駆動を疑うことはなかった。ポンプは再始動のたびに高い離脱トルクを必要とし、新しいモーターのトルク曲線は加速中にその要件をわずかに下回った。

このパターンは、モーターの選択が電力のサイジングではなく負荷のマッチングである理由を説明しています。適切なモーターとは、トルク速度曲線、デューティ定格、エンクロージャ、効率クラス、およびコンポーネントの品質がすべてアプリケーションに適合するユニットです。これらの条件が満たされれば、価格と納期は二の次になります。

馬力ではなく、トルクと速度のエンベロープから始める

最初の質問は、何キロワットかではなく、負荷がサイクルの各時点でどのようなトルクを必要とするかです。遠心ポンプは低い始動トルクを必要とし、三次負荷曲線に従います。コンベヤには、高い始動トルクと、狭い速度範囲にわたる一定のトルクが必要です。プレスでは、短時間で爆発的に高いピークトルクが要求されます。誘導モーターは定格速度付近でのみ定格トルクを提供しますが、永久磁石同期モーター (PMSM) またはブラシレス DC モーターは、はるかに広い速度範囲にわたってトルクを一定に保ちます。負荷曲線をマッピングする前にモーターを選択してください。推測してください。

AC 誘導機の場合、サプライヤー間の実質的な違いは、通常、積層材料、積層品質、寸法の一貫性という中心部分にあります。しっかりした造り AC モーターのステーターとローター コアのアセンブリ モーターがテストベンチに到達する前に振動と鉄損を低減します。

AC モーターのステーターおよびローター コア アセンブリのサプライヤー、会社 - 無錫 New Ruichi Tec 中国のACモーターステーターおよびローターコアアセンブリのサプライヤーおよび会社として、New Ruichi/CailiangはACモーターステーターおよびローターの卸売を提供しています。 製品を見る→

アプリケーション適合性による電動モーターの種類の比較

負荷プロファイルが判明すると、モーター技術の選択肢は急速に狭まります。以下の比較では、産業用機械の設計を支配する 5 つのファミリーを取り上げています。

隠れた指標: コア損失とラミネート品質

同じ定格、フレーム、効率クラスを持つ 2 つのモーターは、著しく異なる温度でも動作できます。原因は通常、ステーターとローターコアにあります。鉄損とも呼ばれるコアロスは、磁場が交番するたびに積層体内で発生します。データシートに記載されることはほとんどありませんが、ほとんどのモーターでは 2 番目に大きな損失ブロックです。

コア損失は、ケイ素鋼のグレードと厚さ (0.20 ～ 0.50 mm、積層が薄いほど渦電流損が減少します)、コーティングの品質、および積層方法によって異なります。インターロックスタッキングは高速かつ経済的ですが、コアのエッジが歪む可能性があります。接着剤による接合とレーザーまたは TIG 溶接により、より平坦で緊密なスタックが生成されます。これは、モーターがより高い周波数で動作する場合や EV デューティ サイクルで動作する場合にさらに重要になります。 50 または 60 Hz で連続時間稼働するマシンの場合、 レーザー溶接積層コア 実効損失を削減し、ユニット間の一貫性を向上させることができます。これが理由の 1 つです モーターメーカーがすぐに取り付けられる完成品コアに切り替えている理由 : サプライヤーは、ラミネート、スタッキング、公差、検査を 1 か所で管理します。

レーザー/TIG溶接積層コアのサプライヤー、会社 - 無錫 New Ruichi Technology 中国のレーザー/TIG溶接積層コアのサプライヤーおよび会社として、New Ruichi/Cailiangはレーザー/TIG溶接積層コアの卸売を提供しています。 製品を見る→

アプリケーションが選択の優先順位を変更する方法

一般産業用機械、ポンプ、ファンは、設置されているモーターの約 60% を占めており、これらのアプリケーションでは、標準エンクロージャを備えたシンプルで堅牢な低コストの AC 誘導機が重宝されます。電気自動車のトラクションは、最も急速に成長しているプレッシャーポイントです。電気自動車のトラクションには、高いトルク密度、広い速度範囲、そして薄い低損失のラミネートが要求されます。 新エネルギー車モーターのステーターとローターコアのアセンブリ より厳密な寸法および電気仕様に基づいて構築されています。海洋および風力アプリケーションでは、構造上の制約が追加されます。振動、腐食、過酷な冷却条件が信頼性を左右するため、溶接されたフレーム、ベース、および冷却配置が電気コアと同じくらい重要です。

新エネルギー車モーターのステーターおよびローター コア アセンブリのサプライヤー、会社 - Wux 中国の新エネルギー車モーターステーターおよびローターコアアセンブリのサプライヤーおよび会社として、New Ruichi/Cailiang は新エネルギーの卸売を提供しています... 製品を見る→

実用的な選択ワークフローと投資収益率

さまざまなプロジェクト間で選択プロセスの一貫性を保つには、次の順序を使用します。

1. 負荷プロファイルを定義します。一定または可変トルク、離脱トルク、慣性、始動周波数を記録します。
2. 動作点を計算します。始動時、連続使用時、およびピーク負荷時のトルクと速度を決定します。
3. 供給封筒を確認します。電圧、周波数、位相、始動方法 (ダイレクトオンライン、ソフトスターター、または VFD) を確認してください。
4. エンクロージャと冷却を選択します。 IP 定格、冷却タイプ、周囲温度、高度のディレーティングを選択します。
5. 実際の稼働時間に対する効率を比較します。 IE4 モーターは、継続的な高負荷負荷で最も早く回収します。
6. コンポーネントのサプライチェーンを監査します。量産前に、積層グレード、コア積層方法、寸法公差、認証、サンプルサポートを検証します。

メンテナンスとコンプライアンスの考慮事項

IEC 60034 シリーズは、定格、効率クラス、振動制限、音響パワーなどの主要な規則をカバーしています。絶縁クラス F (155 C) または H (180 C) は許容温度上昇を定義しており、銘板に記載されているデューティ定格は実際の動作パターンと一致する必要があります。 VFD 給電モーターの場合は、巻線の早期故障を避けるために、絶縁システムがインバーターのデューティに合わせて定格されていることを確認してください。

設置品質も同様に重要です。ベースの平坦度、カップリングの位置合わせ、フレームの剛性によって、ベアリングの寿命と振動レベルが決まります。風力、海洋、および高電圧の産業用途では、溶接されたモーター フレームが構造部品であるため、溶接の品質が重要です。 ISO 3834 で管理された製造は、フレームの信頼性を示す重要な指標です。

運転中は、ISO 10816 に準拠したベアリングの潤滑間隔、絶縁抵抗のチェック、温度と振動の監視など、計画されたメンテナンス ルーチンに従ってください。調達側では、サプライヤーに材料証明書、コア寸法レポート、およびサンプルの承認を依頼します。候補者を絞り込む簡単な方法は、サプライヤーの情報を確認することです。 製造能力とプロセス認証 見積のために図面を送信する前に。

モーターは簡単に購入できますが、間違うと高価になります。負荷をマッピングし、供給と環境を確認し、実際の稼働時間にわたる効率を比較してから、カタログに記載されていないコンポーネント (ラミネート グレード、コア スタック、フレーム、およびそれらの背後にある品質システム) を確認します。これらのエンジニアリングの詳細によって、モーターが 10 年間正常に動作するか、使用開始 1 年以内に故障するかが決まります。