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株式会社メタルクリエイト
  極数と回転速度

極数とは,電動機の中にできる磁極の数である.図1・10 (a)のように,ギャップ面上にNS一対の磁極ができるものを2極,(b)図のように2対の磁極ができるものを4極と数える.以下同様に,偶数であればいくらでも多 い極数が作れる.
三相巻線に三相交流を流すと,極数に応じて磁界がで き,電流の変化にともなって回転する.これを回転磁界 と呼ぷ.その速さは,半サイクルごとに次の極へ移るの で次式で表される.

ここで、ns:同期速度[rpm],f:周波数[Hz],p:極数
この速度を同期速度という.周波数と極数との関係を表1・11に示す.
同期電動機は,この同期速度で回転する.誘導電動機は,同期速度より数%低
い速度で回転する.この差をすべりという.

このように交流電動機は極数と回転速度の問に密接な関係があるが,直流電動
機の場合にはまったく関係がない.寸法によってだいたい極数が決まり,小さい
ものは極数が少なく,大きいものは極数が多い.

表1・11 極数と同期速度
 
2
4
6
8
10
12
16
50Hz 3000 1500 1000 750 600 500 375
60Hz 3600 1800 1200 900 720 600 450
400Hz 24000 12000 8000 6000 4800 4000 3000

 


  電動機の速度-トルク特性

電動機は,負荷の要求に応じてトルクを 出すが,トルクの大小によって速度が変わ るのが普通である.たとえば誘導電動機で は,無負荷のときはトルク0でつほぽ同期 速度で回転するが,負荷をかけると電動機 はトルクを出すとともに回転速度が少し落 ち,さらに負荷を増すと,ある値までは回 転速度が下がるとともにトルクを増すが, やがてトルクの最大値があって,それ以上 では止まってしまう.この状況を図1・11に 示す.
このような,電動機のトルクと速度の関係を速度一トルク特性といい,ある負荷 に対して,どのような電動機を選定するか検討する基本的な要素である.説明の 便宜上,トルクをたて軸にとる場合と横軸にとる場合とがあるが,いずれも速度一トルク特性と呼ぷことにする.
各ポイントにおける速度やトルクには次のように用語が決められている.

1. 定格トルク 定格出力のときのトルク
2. 定格速度 定格出力のときの回転速度
3. 始動トルク 電動機が回り始める瞬間に出すトルク
4. 停動トルク トルクの最大値を最大トルクと呼ぶが、普通の誘導電動機ではこのトルク以上の負荷を掛けると電動機は不安定領域に入り停止するので、この最大トルクを停動トルクという。
5. 無負荷速度 電動機に負荷をかけないときの回転速度をいう
6. 同期引入トルク 同期電動機を始動して、同期速度に入るときのトルク
7. 同期脱調トルク 同期運転している同期電動機に負荷を掛けていくと、負荷の増大によって同期回転を保つことが出来なくなり、同期ずれをおこす。この同期はずれに脱調といい。このときのトルクを脱調トルクと呼ぶ

  温度上昇と絶縁

[1]温度上昇電動機を運転すると,内部 に必ず損失による発熱があ})温度が上昇する.そ
の上昇は,図1・23のように指数関数的で数十分〜数時問後に一定の温度に達する.周囲温度と機器の温度との差を温度上昇という.
この値が高くなりすぎると,絶縁物の劣化を早 めたり,焼損したり,軸受や整流子などを損傷する.
そこで表1・14に示す絶縁種別ごとに,電動機各部の温度上昇限度が決められて
いる.
[2] 温度上昇と寿命電動機は,巻線の絶縁のために,表1・14のような各 種絶縁材料が使用されている.普通,絶縁材料は10〜20年の使用に十分耐えられ るように設計されているが,使用温度が8〜10℃上昇するごとに寿命は半減する といわれている.
その関係を図1・24に示した.

絶縁の種類 許容最高温度 おもな構成
A 105℃ 木綿,絹,紙などをワニス類
または油中に浸したもの
ポリビニールホルマールなど
E 120℃ ポリエステル系のエナメルや
フィルムを主体にするもの
ホルマールの一部も用いられる
B 130℃ マイカ,ガラス繊維などを接
着材とともに用いたもの
ポリエステル系のエナメルも
含まれる
F 155℃ マイカ,ガラス繊維を耐熱接
差材とともに用いたもの
シリコンアルキド樹脂接着材
などが用いられる
H 180℃ マイカ,ガラス繊維をシリコ
ンまたは同等以上の接着材と
ともに用いたもの
ポリイミドェナメル,同フイ
ルム,ポリアミドペーパなど


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