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地味な印象にダマされるな!小型ACモーターの知られざる実力!
ACモーターと言えば「何となく選びがち」。でも、「モーターはどれでもいい」とか「変速はインバータ一択」と
考えていたら後で痛い目を見るかも。
いまの小型ACモーターの「ここまでできる!」を最新情報をご紹介。
■特集
こうなってる!
小型ACモーター&速度制御のすべて
■記事1
今さら聞けない人のための5分で学ぶACモーターきほんの「き」
■記事2
ACモーター進化の歴史 モーター雑学講座
このカタログについて
ドキュメント名 | 目からウロコのACモーター&速度制御のすべて |
---|---|
ドキュメント種別 | 製品カタログ |
ファイルサイズ | 3.1Mb |
登録カテゴリ | |
取り扱い企業 | オリエンタルモーター株式会社 (この企業の取り扱いカタログ一覧) |
この企業の関連カタログ
このカタログの内容
Page1
目からウロコの
エンジニアのための
小型ACモーター& 技術マガジン
速度制御のすべて
最新事情
編
地味な印象にダマされるな!
小型ACモーターの
知られざる実力!
ACモーターと言えば「何となく選びがち」。でも、 省エネ、
「モーターはどれでもいい」とか「変速はインバータ一択」と
考えていたら後で痛い目を見るかも。 進化してます
本誌では、いまの小型ACモーターの
「ここまでできる!」を最新情報満載で紹介していこう!
CONTENTS
知って
トクする!
最新情報満載
こうなってる!
小型ACモーター&
速度制御のすべて
省エネ化が加速!
三相モーターを取り巻く新事情
インバータにはコレだ!
圧倒的な効率差!新作三相モーター
小ささ、安さがウケている!
スピコンモーター、ここが使いどころ! ガチで
高効率
今さら聞けない人のための
5分で学ぶACモーター
きほんの「き」
ちょっと息抜き
ACモーター 進化の歴史 【ACモーター・ACスピードコントロールモーター】
モーター雑学講座 交流電源と接続するだけで簡単に動力を得られます。
インバータやスピードコントローラを使うことで、速度を変えることも可能。コ
ンベヤをはじめ様々な用途に利用できる、最もシンプルで安価なモーター
Take Free ¥0 です。
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Page2
最新情報満載 こうなってる!
小型ACモーター&速度制御のすべて
世界のモーターエネルギー効率規制[ 2017年10月時点]
国名 効率クラス・対象出力
最新事情
IE3クラスまたは
欧州(EU28ヵ国) IE2クラス+インバータ駆動
[エコデザイン(ErP)指令] 三相0.75kW以上375kW以下 世界各国で
モーター効率の
❶三相 0.75kW以上375kW以下
GB2級(IE3クラス) 規制が強化!
中国 ❷単相・三相 10W以上2.2kW以下
[省エネルギー法] GB3級
IE3クラス
日本 三相0.75kW以上375kW以下
[省エネルギー法トップランナー制度] 今は0.75kW
アメリカ IE3クラス 以上が中心
[エネルギー独立安全保障法] 三相0.75kW以上375kW以下
オーストラリア LEVEL 1A 又は 120W以上の
ニュージーランド 1B(IE2クラス+α) 単相・三相の規制も
[E3 Program] 三相0.75kW以上185kW未満 検討され始めている
ブラジル IE2クラス
[大統領令] 0.75kW以上185kW以下
IE2クラス 三相0.75kW以上37kW未満
韓国
[エネルギー消費効率等級表示制度] (18年10月からはIE3予定)
IE3クラス 三相37kW以上375kW以下
台湾 IE3クラス
[経済部能源局公告] 0.75kW以上200kW以下
[イラスト] = 鈴木順幸
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Page3
最新事情 最新三相モーター
小型モーターも
高効率に KⅡSシリーズ●80mm-30W ●90mm-40W,60W,100W
進化中 ●110mm-200W従来の三相モーターより安価でありながら、
高効率な新設計三相モーター。
従来品との最大効率比較
85.0%
(200V-60Hz時) 従来品 KⅡSシリーズ
80.0% IE4をクリア
75.0% 80.0%
70.0% 74.1%
65.0% 69.8%
60.5% 64.7% 61.3%
60.0%
60W 100W※ 200W
最新単相モーター ●基準値はIEC 60034-30-1による※同サイズの従来品では90W
15mm
KⅡシリーズ
KⅡS 質量
6W~ 90W シリーズ出力 60W -0.4 ファンレス、小型。kg
高トルク、高剛性なギヤが特徴 高効率化によりモーター後部ののKⅡシリーズ
冷却ファンが不要に。
のモーター設計を改善。
塗装も黒からミスティグレーに変更された。 粉塵の吸い込み、巻き上げがなく、従来品 静音化。
出力 60W
従来比で
発 熱 振 動 効 率 汎用インバータと組み合わせた特性例
連続運転範囲
インバータで
駆動しても高特性。
●インバータのパラメータは、モーター出力に
最大20℃ 最大35% 最大9% 合わせた設定が必要です。
ダウン ダウン アップ
回転速度
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定格トルク比
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Page4
情
進化したACスピコン 最新事
ココが使える ACスピコンの進化で
インバータとの
その1 その2 使い分けメリットが
NEW フィードバック制御+ NEW 回生抵抗なしで上下駆動 大きくなった!
デジタル制御で できる
速度安定性をより高く (電磁ブレーキ付タイプ)
定格回転時の速度変動率
旧 -5%
新 ー+1%
その他のポイント
■表示器付きでも 35 スピードコ70 ントロールモーター
とにかく小型に DSCシリーズ
■瞬時正逆転可 表示器 標準・電100 磁ブレーキ付・直交軸ギヤードタイプ(
電子ブレーキ機能も 軸、
中
中 実空軸)がラインアップされたニューカマー
実 。速度が表示できるのが便利。
■発生ノイズが少なく
周辺機器いらず
■スクリューレス配線と
コネクタ接続で設置作業軽減
定価 17,100円~
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{ ACスピードコントロールモーターと三相モーター+インバータによる制御比較}
比較項目 位相制御 三相モーター+インバータ
スピードコントロールモーター+コントローラ
入力電源 単相電源 三相電源、単相電源
スピード
コントローラ レートジェネレータ
モーター
インバータ モーター(単相) (三相)
制御 コンデンサ
クローズドループ制御 オープンループ制御
レートジェネレータで検出した回転速度と設定した速度を比較し、 商用電源を一度DCに変換してから指定の周波数の交流に変換す
設定通りに回転するようにモーターに印加する電圧を制御してい ることで、回転速度を制御します(PWM制御方式)。
ます(位相制御方式)。
速度設定方法 内部アナログボリューム/外部アナログボリューム/ 外部アナログボリューム/外部直流電圧/外部直流電圧 通信設定
消費電力量 DSCシリーズ(モーター+スピードコントローラ) KⅡSシリーズ(モーター単体)90W-60Hz 200V:221W 100W-60Hz 200V:135W
速度範囲 50Hz 90~1400r/min(1:15)60Hz 90~1600r/min(1:17) 90~3600r/min(1:40)
負荷がかかると速度が低下
1.2
50H z 最大許容トルクを
1.0 60 Hz ・負荷がかかっても かけたときの実速度
指令速度に 2000.8 連続運転範囲
合わせて制御 低速域でトルクを150
0.6
・低速域のトルクが 許容トルク 発揮する制御トルク特性 0.4 出にくい 100
0.2 50
無負荷時の速度
0 90 500 1000 1400 1600 00 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
回転速度 [r/min] 回転速度 [r/min]
速度変動率(参考値) ±1%程度 -10%程度(V/f)
少ない 多い
[位相制御方式] [PWM制御方式]
交流電圧を直接オン・オフできるスイッチング素子(トライアック) インバータ部でスイッチング素子を交互にオン・オフすることで
を使用。印加電圧の半サイクルごとの波形の一部を切り取って電圧 モーター駆動のための交流電圧を作っており、オン・オフのタイミ
の大きさを変えている。 ングを変えることで周波数を変えている。また、オン・オフ時間の比
率を変化させて平均電圧の大きさを変えている。
電圧 電圧
ノイズ ノイズの発生が ノイズの発生が
時間 少ない電圧制御 時間 多い電圧制御
1周期で2回のスイッチングがおこなわれる。 1周期で300回のスイッチングがおこなわれる。
[条件] [条件]
電源周波数:50Hz キャリア周波数:15kHz 設定周波数:50Hz
WEB参考価格*
モーター(+1/18ギヤヘッド)+回路 DSCシリーズ 90Wモーター 27,660円 一般的なインバータ+90Wモーター 31,770円
出力 6W~90W
●90W以下、単相電源のとき、小型・低コストで ●三相モーターならメーカーを問わず組み合わせ
構成可能 構成可能
選定のヒント ●調整レスで使用可 ●速度追従性は気にせずとにかく回したい
●指令速度追従性が高い ●インバータ1台で複数軸のモーターを回したい
●ノイズ発生量が圧倒的に少ない ●高い起動トルクが得られる
*当社調べ(2014年4月)
5
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トルク[N・m]
定格トルク比 [%]
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5分で学ぶACモーター いまさらですが、ACモーターってどういうモーターなんですか?
きほんの「き」! わざわざ調べてる時間なんてない…そんな忙しい人のためのテクニカル解説ショートセミナー。これだけ読めば「きほん」がわかる!
Basic
1 誘導電動機(インダクションモーター)の構造
ACモーターは堅牢で信頼性の高いモーター。
「Induction=誘導」の名の通り、電磁気の誘導作用に
よって回転力を発生するもので、回転磁界を作るステー
ターと、回転するローターの2要素からできている。
Basic
2 誘導電動機(インダクションモーター)の回転原理
■誘導電流で回転させる
少し複雑だが、アラゴの円板を使って説明できる。
起電力の方向
ス テーター(磁石)が発生させる磁束が、導体である ケータイ・スマホでバーコード
1 ローター(円板)を通過すると、 起電力 発 を読み取って、回転の原理ローターに が (アラゴの円板)を動画で
力の方向 生し、誘導電流が流れる(フレミングの右手の法則) 見てみよう!
N
磁石の
移動方向 S 磁束と誘導電流の作用から力が生じると、ステーター2 (磁石)の磁界が回転する方向に力が働きローター磁束の方向 (円板)が回転する(フレミングの左手の法則)
銅製の円板(導体)のふちに沿って磁石を回転させると、円板が磁石
の回転方向と同じ方向に回る
■回転速度
ローターは回転する磁束(回転磁界)につい 同期回転速度 Ns
て回る。回転磁界の速度を「同期回転速度」 (ステーターが発生する回転
と呼び、右の式から求めることができる。 磁界の速度)
同期回転速度 無負荷時の実際の回転速度
同期回転速度と実際の
実際の回転速度は、無負荷時 回転磁界 ・電源周波数でも Ns[r/min] ・電源周波数 50Hz 50Hz 回転速度のギャップを のとき のとき
速度(同期回転速度)に対して少し遅れる。 = 1500r/min 1470r/min 「すべり」と呼ぶ
これは磁束が導体を横切ることで初めて誘 120 × f
導電流が発生し、回転力が生まれることに由 P ・電源周波数 60Hz ・電源周波数 60Hz 負荷トルクが大きくなる
来する。 のとき のとき ほど速度が低下
f:ステーターへ供給される 1760r/min
電源周波数[ ] 1800r/minHz
P:ステーターの極数[極]
■モーターの出力(W数)の決まり方 ■モーターの定格出力、定格トルクとは
モーターの単位時間 2πにおこなうことのできる 出力[W] = ×定格回転速度 ×定格トルク モーターが定格電圧・定格周波数で、最も効
仕事を表したもので、モーターの回転速度と 60 率よく連続発生する出力をいう。定格出力を出
トルクにより決まる。 す回転速度を定格回転速度、トルクを定格トル
例:90W 三相200V/50Hz 入力仕様のモーターの場合
2π クという。一般に出力といえば、定格出力を意
×1300r/min×0.68N・m=92.57W
60 味する。
■モーターとコンデンサの関係
[電源とモーター]
単相電源入力モーターでは、コンデンサを接
単相モーター 単相モーター 三相モーター 続。位相をずらした2相電源を作り出し、回転
回転を始めない 回転する 回転する 磁界を作ることでモーターを回転させている。
電気角で90°ズレ 電気角で120°づつズレ コンデンサをはずしてしまうと回転する磁束が生
まれないため、モーターが回り始めないという現
象が発生する。また、適切な容量のコンデンサ
が正しく接続されていないと、磁気バランスが崩
単相電源 単相電源 三相電源 れることで、大きな振動や発熱が起こる。+コンデンサ接続
6
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Page7
ちょっと
息抜き お題
ACモーター 進化の歴史
モーターをめぐる、ちょっとした小咄。
あまり知られていない
モーターのひみつにクイズで迫ります。
1920年代から1960年代に作られた小型ACモーターの
問1 古い写真。古い順に並べ替えると?
A B C D
フランジ取付タイプ ベッドタイプ フランジ取付タイプ ベッドタイプ
同期モーター 1/30馬力(25W)整流子モーター インダクションモーター 同期モーター
小型ACモーターの取付角寸法と出力の関係は、
問2 一般的に80mmが25W、90mmが90W…と、どのメーカーも同じ。
この寸法と出力の関係はどのように決めた?
90mm
80mm
1 海外のメーカーの規格を基準に決めた 70mm
2 国(日本)が独自に基準を決めた 40W
60W
3 日本のメーカーが独自に基準を決めた 15W 25W 90W
解説 1 解説 2
1923年(大正11年)に手作りで製作された[B]。当時一般的だった整流子(ブ 取付角寸法と出力の基準が生まれたのは終戦後の日本。当時のモーターは
ラシ付)モーターで、外形は相当大きく、当時はオシログラフなどに利用されて 整流子電動機が主流で、すべてがベッドタイプの特注品。また、手作りが当た
いました。 り前の時代でした。1950年、経済成長が加速するなか、これからは高価で時
戦後、テレタイプなどの通信・電信用機器に[D]のような同期モーター(シン 間がかかる特注品を抜け出し、生産コストを下げて量産化することが必須…そ
クロナスモーター)が利用されるようになります。また、モーターの取り付けもベッ う考え、社員5人で事業を復興させようとしている会社がありました。東洋電
ドタイプからフランジ取付タイプに移行していきました。この頃には、同期モー 動機株式会社、のちのオリエンタルモーターです。
ターのほか、誘導電動機(インダクションモーター)などもフランジ取付タイプ 同期電動機・誘導電動機などを作りながら「ベッドタイプから安価で使いや
の標準品として登場[A]。徐々に量産化されていきました。 すいフランジタイプへ」「受注生産から標準品販売へ」を掲げて型番、出力の
60年代後半には複写機などに利用される一方、用途の広がりに伴い、動力用 分類・整理に着手し、標準化を推進。「あくま
モーターが求められるように。1966年に登場した高トルクなKシリーズ[C]は、 で装置部品のひとつとして、メーカーの注文に
動力用モーターの定番として多くの用途に採用され、後継機種もロングセラー 応じて各々オリジナルを造る」という業界の常
になりました。そのDNAは現在の最新機種にも引き継がれています。 識に対し、価格、納期で必ずメリットになると説
得を重ね、1957年、22機種の標準化モーター
を発表しました。その標準化モーターが示した
サイズは世に広く受け入れられ、いまでは世界
中の小型モーターで採用されるスタンダードに
なっています。
1922年に独自開発した1/16馬力
整流子電動機の銘板にORIENTAL
MOTORの文字。受注生産なので、 1952年の広告。すでに「標準品」の
お客様の社名入り。 文字が確認できる。
問1 答. B→D→A→C 問2 答. 3
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Growing your motion
いつでも、どこでも、
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小型AC&速度制御モーターなら、オリエンタルモーター。
三相高効率 高性能ギヤヘッド搭載 クルクル・ポンで 多機能
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