ちょっと、そこ！のサプライヤーとしてPMSM電動モーター, 私は、さまざまな負荷タイプがこれらのモーターのパフォーマンスにどのように大きな影響を与えるかを直接見てきました。それでは、そこに飛び込んで、何が起こっているのかを調べてみましょう。
PMSM 電動モーターについて
まず、PMSM 電気モーターとは何かを簡単に説明します。 PMSMはPermanent Magnet Synchronous Motorの略です。これらのモーターは非常に効率的で、高い出力対重量比を備えています。ローターに永久磁石を使用し、ステーター巻線によって生成される磁場と相互作用してトルクを生成します。
PMSM モーターの優れた点の 1 つは、その制御性です。幅広い速度と負荷で動作できるため、さまざまな用途に適しています。産業用機械、電気自動車、家電製品など、PMSM モーターはほぼあらゆる場所に使用されています。
さまざまな負荷タイプ
ここで、さまざまな負荷の種類と、それらが PMSM モーターの性能にどのような影響を与えるかについて説明します。
一定のトルク負荷
定トルク負荷とは、負荷が必要とするトルクが速度に関係なく同じままである負荷です。一定のトルク負荷の例には、コンベヤ ベルト、ホイスト、および一部のタイプのミキサーが含まれます。
PMSM モーターが一定のトルク負荷を駆動している場合、モーターが消費する電流はトルクに比例します。したがって、負荷トルクが変化しない限り、モータ電流は比較的安定したままになります。ただし、低速では、必要なトルクを維持するためにモーターはより多くの電流を消費する必要がある場合があります。これによりモーターの発熱が増加し、長期的な信頼性に影響を与える可能性があります。
もう 1 つ考慮すべき点は、PMSM モーターの速度とトルクの曲線です。一定のトルク負荷の場合、モーターは速度範囲全体にわたって必要なトルクを提供できる必要があります。モーターの速度 - トルク曲線が負荷要件と一致しない場合、モーターは効率的に動作できない可能性があります。
可変トルク負荷
可変トルク負荷は、負荷に必要なトルクが速度に応じて変化する負荷です。可変トルク負荷の典型的な例は、遠心ファンまたはポンプです。これらの用途では、トルクは速度の二乗に比例します。
PMSM モーターが可変トルク負荷を駆動している場合、モーターは低速でより効率的に動作できます。速度が低下するとトルク要件が減少するため、モーターはそれほど多くの電流を消費する必要がありません。これにより、消費電力と発熱が少なくなります。
ただし、速度が上昇すると、必要なトルクも急激に増加します。モーターは、過負荷をかけることなく、このトルクの増加に対応できる必要があります。モーターが可変トルク負荷に対して適切なサイズではない場合、過熱が発生したり、必要な速度に到達できなかったりする可能性があります。
定電力負荷
定電力負荷は、負荷が必要とする電力が速度範囲全体にわたって一定に保たれる負荷です。定電力負荷の例には、一部の工作機械や特定の種類の繊維機械が含まれます。
定電力負荷を駆動する PMSM モーターの場合、トルクは速度に反比例します。速度が増加するとトルクは減少し、逆も同様です。これは、低速ではモーターが高トルクを提供する必要があり、それにはより大きな電流が必要であることを意味します。高速では、トルク要件が低くなるため、電流を削減できます。
定電力負荷の課題は、モーターの速度とトルクの範囲が広い必要があることです。モーターの速度 - トルク曲線が狭すぎる場合、速度範囲全体にわたって負荷要件を満たすことができない可能性があります。
モーター効率への影響
負荷のタイプは、PMSM モーターの効率に大きな影響を与えます。
前述のように、一定のトルク負荷では、モーターが低速でより多くの電流を消費する可能性があり、効率が低下する可能性があります。電流の増加により、固定子巻線の銅損が増加し、発熱が増加します。時間の経過とともに、これはモーターの絶縁にも影響を及ぼし、モーターの寿命が短くなる可能性があります。
可変トルク負荷の場合、トルク要件が低いため、モーターは低速でより効率的に動作できます。これにより、消費電力が削減され、全体的な効率が向上します。ただし、モーターが負荷に対して大きすぎる場合は、鉄損が増加するため、低速での動作が非効率になる可能性があります。
定電力負荷では、高効率を確保するためにモーターを負荷に注意深く適合させる必要があります。モーターが必要なトルク対速度特性を提供できない場合、最適効率以下の点で動作する可能性があります。
モーター温度への影響
モーター温度は、負荷の種類に影響を受けるもう 1 つの重要な要素です。
一定のトルク負荷では、低速での電流の増加により、モーターが急速に加熱される可能性があります。モーターが適切に冷却されていない場合、高温によりモーターの絶縁が損傷し、信頼性が低下する可能性があります。過熱により、時間の経過とともにモーターの性能が低下する可能性もあります。
可変トルク負荷の場合、低速でのトルク要件が低いほど、一般に発熱が少なくなります。ただし、モーターが長時間高速で動作すると、機械損失の増加によりモーターが加熱する可能性があります。
定電力負荷では、低速での高トルク要件により、重大な発熱が発生する可能性があります。このような高トルク、低速条件に対処するには、モーターを適切に冷却できるように設計する必要があります。
モーターの寿命への影響
負荷の種類も、モーターの寿命に長期的な影響を与える可能性があります。
一定のトルク負荷は、特に低速時にモーターに大きなストレスをかける可能性があります。電流と熱の増加により、時間の経過とともに絶縁が劣化し、短絡やモーターの故障につながる可能性があります。一定のトルクが必要なため、モーターのベアリングにかかる機械的ストレスも高くなる可能性があります。
可変トルク負荷をモーターに適切に適合させると、寿命が長くなります。低速時の消費電力と発熱が少ないため、モーター部品の磨耗が軽減されます。ただし、速度やトルクが急激に変化すると、モーターにストレスがかかる可能性があります。
定電力負荷では、モーターが広い速度とトルクの範囲で動作する必要があります。これにより、モーターの磁気回路や機械部品にさらなるストレスがかかる可能性があります。モーターがこれらの条件に対処できるように設計されていない場合、モーターの寿命が短くなる可能性があります。
当社のソリューション
としてPMSM電動モーターサプライヤーの皆様、私たちはモーターを負荷のタイプに適合させることの重要性を理解しています。当社は、以下を含む幅広い PMSM モーターを提供しています。6相PMSMモーターそしてモーター出力 - ブラシ付きモーター、さまざまな負荷タイプの特定の要件を満たすように設計されています。
当社のエンジニアはお客様と協力して負荷要件を分析し、用途に最適なモーターを推奨します。また、モーターが正しく設置され、動作することを保証するための技術サポートも提供します。
ご購入・ご相談はお問い合わせください
PMSM 電動モーターの市場に参入していて、負荷の種類がモーターの性能にどのような影響を与えるかについて詳しく知りたい場合、またはアプリケーションに適したモーターの選択についてサポートが必要な場合は、遠慮なく当社までお問い合わせください。私たちは、お客様が最善の決定を下せるようお手伝いし、モーターが最高のパフォーマンスで動作することを保証します。
参考文献
- チャップマン、SJ (2012)。電気機械の基礎。マグロウ - ヒル。
- クリシュナン、R. (2010)。永久磁石同期およびブラシレス DC モーター ドライブ。 CRCプレス。