ユーザから見たＡＣモータドライブ適用動向
ユーザから見たＡＣモータドライブ適用動向調査専門委員会編
目
1. まえがき次
3

6.6 おわりに

1.1 本誌の概要

3

1.2 ユーザ調査

5

7.1 はじめに30

2. AC モータドライブの市場動向

7. AC モータドライブの移動体（荷役・建機）への適用動向

29
30

6

7.2 荷役への適用動向

30

2.1 はじめに6

7.3 建設機械への適用動向

31

2.2 産業機械分野での AC モータドライブの市場動向

6

7.4 おわりに

33

2.3 AC モータドライブの省エネと環境対応

7

2.4 産業用工作機械での省エネと実例

7

8.1 はじめに34

2.5 ファンポンプでの省エネと実例

7

8.2 大容量ターボ圧縮機への適用

34

2.6 おわりに8. AC モータドライブのターボ機械への適用動向

34

98.3 軸ねじれ問題（SSTI 含む）と予備知識

34108.4 さまざまな軸ねじれ現象と対応策等

36

3.1 はじめに10

8.5 ねじり振動の測定とモニタリング

40

3.2 効率クラス及び効率試験方法

108.6 おわりに41

3.3 日本の高効率規制（トップランナー制度）

10

3.4 国外の電動機高効率規制

119.1 はじめに

3.5 インバータ駆動回転機の高効率規制

139.2 農業分野での AC モータドライブの適用動向

42

3.6 おわりに

13

9.3 農業分野でのパワーアシスト

44

9.4 おわりに

45

3. AC モータドライブの高効率規制

4. 誘導モータ用銅ロータの研究開発動向14

9. AC モータドライブの農業などの他分野への適用動向

42

4.1 はじめに14

4.2 銅ロータＩＭの開発・適用動向

1410.1 はじめに

46

4.3 銅ロータの研究動向

16

10.2 打抜き・せん断加工の影響

46

4.4 おわりに

18

10.3 カシメ加工の影響

49

20

10.4 固定(焼きばめ，圧入等)加工の影響

50

10.5 おわりに

51

5. AC モータドライブへのインバータ適用支援技術

10. 無方向性電磁鋼板の磁気特性に及ぼす加工の影響

42

46

5.1 はじめに20

5.2 インバータ適用のユーザメリット

20

5.3 インバータ適用支援技術

21

11.1 はじめに52

5.4 おわりに

22

11.2 レアアースの価格動向と需要予測

5252

6. AC モータドライブの一般産業・エレベータへの適用動向

11. AC モータドライブに適用する磁石材料の開発動向 52

24

11.3 モータでのレアアース問題への対策について

6.1 はじめに24

11.4 永久磁石でのレアアース問題への対策について 53

6.2 サーボプレスへの適用動向

24

11.5 次世代磁石の開発状況

54

6.3 エレベータへの適用動向

24

11.6 おわりに

54

6.4 プラントへの適用動向

27

6.5 その他への適用動向

28

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12. あとがき56

ユーザから見たＡＣモータドライブ適用動向調査専門委員会委員
委 員 長

塚越幹小 坂昌 彦( 東 芝 三 菱 電 機 産 業 シ ス テ ム )委員

広 朗( J F E ス チ ー ル )仲田哲 雄( ダ イ キ ン 工 業 )

島 田

大 志()

松橋

大 器(幹事補佐中村雅 史( 東 芝 三 菱 電 機 産 業 シ ス テ ム )森本茂 雄( 大 阪 府 立 大 学 )委

伊 藤卓( 信 越 化 学 工 業 )森本雅 之(東海大学)

笠展 幸( 岡 山 理 科 大 学 )山崎

尚 徳(三菱電機)

加戸良 英(山 本修( 職 業 能 力 開 発 総 合 大 学 校 )山本雄 司( 東 芝 産 業 機 器 シ ス テ ム )

事員

桜井沢村

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卓( 名 古 屋 工 業 大 学 )戸田富士

旭電化機成)

貴 夫( 三 菱 重 工 業 )光次郎(安川電機)

隅田悟 士( 日 立 製 作 所 )田 澤徹( パ ナ ソ ニ ッ ク )

途中
退任
委員

原

主な協力者

坂口

修 二 郎(明安電川舎

電機))

順 一( 千 代 田 化 工 建 設 )正木耕 一( 多 摩 川 精 機 販 売 )幸洋 二( 日 本 銅 セ ン タ ー )電気学会技術報告 第1385号 3

1. まえがき

1.1 本誌の概要

AC モータドライブは，100 年以上前に発明された誘導モータをはじめとし，昨今急速に研究・開発が進む PM モータ

1.1.1やリラクタンスモータなど，産業分野のニーズにこたえる

AC モータドライブの諸分野での適用動向を調査する前

AC モータドライブの市場動向 （第 2 章）形で進化している。一方，これを可変速駆動するドライブに，一般論としてモータの市場動向について調査した結果装置も，GTR から IGBT そして SiC 応用へと進化を続けるを示す。この適用分野は，本技術報告で言うとところの「ユデバイスの進歩と，限界なく研究・開発が進む制御技術・ーザ」つまり産業を中心とした生産事業における生産設備エレクトロニクス技術に，後押しされる形で発展している。

として使用されることが多い。このため，一般消費者の市これらの要素技術あるいは適用動向に関する調査は様々な場とは異なるタイミングで市場の影響を受ける。また，一検討がされ，その結果が各方面で発信されている。ただし，般消費者の購買意欲に伴う爆発的な広がり要因は少なく，これらについては，装置を生み出す研究部門・製造部門の実績と長期信頼性が重んじられる。特に従来から機械駆動いわば「ベンダ」からの情報提供に伴うものが多い。装置が中心だった分野への爆発的な適用拡大は難しい分野が多をさまざまな意味で使用する，いわば「ユーザ」からの視い。産業用のＡＣサーボモータの市場動向についてこれら点での調査については多くない。

を考慮した調査結果について報告する。

この様な状況を踏まえ，「ユーザから見た AC モータドラサーボモータとしては特にアジアの台頭による影響が大イブ適用動向調査専門委員会」（調査期間：平成 25 年 4 月

きく，激しいコスト競争が繰り広げられている。これに対～平成 27 年 3 月）では，AC モータドライブの適用拡大にして，高付加価値のサーボモータとすることは当然のこと伴って，必要と思われる情報をユーザの視点にできるだけながら，リニアモータやダイレクトドライブモータなどの沿うような形で調査することを目的として活動を進めてき特定用途のモータについても，より高い技術力向上によるた。

市場での競争力強化が至上命題となっている。

このため，本調査専門委員会では，「AC モータドライブ」

また，世界的な高効率規制の中で，従来の汎用モータでを研究する学会関係の文献にとどまることなく，これらをも高効率化規制に伴う大きい技術革新が必要となってい使用する分野の学会・協会などの産業誌についての調査をる。これに対応することで，より広い分野への AC モータド大きく進めることとした。この調査に当たり，文献データライブの適用拡大が期待される。この例として，産業用のベースを活用して，まず機械的かつ網羅的に文献調査した。

油圧ポンプや空調・給水ポンプでの省エネ事例について調

最初はキーワードで抽出範囲を狭めすぎないように，選定査結果を示す。

した「産業誌」の過去 10 年の文献の中で「AC モータドライブ」に関する文献をキーワード抽出し，1 万 6 千件の文献1.1.2

AC モータドライブの高効率規制 （第 3 章）を得た。ここから明らかに「AC モータドライブ」関連でな

ここでは，高効率規制についての調査結果を報告する。

いキーワード（化学等）で除外し 2 千件程度の文献数とし，近年，世界的な環境意識の高まりと地球温暖化防止の動これらについて調査を実施した。
これらの結果を下記の様にいくつか分類して整理を実施した。

きを背景として，二酸化炭素の発生源であるエネルギー使用量の抑制が求められている。これを受けて，世界の総消費電力量の約半分を占めるモータを高効率化する規制が始まっている。特に，かご形三相誘導モータの高効率規制は(1) ユーザメリットのある新技術（効率等）世界各国で規制が開始しており，日本においても「トップ(2) インバータへの置き換えに関するトピックランナー制度」の対象に指定された。

(3) ユーザ分野ごとの適用動向(4) AC モータドライブを支える材料技術

本章では，まず効率クラスと高率試験方法についての IECを中心とした規格について紹介する。この後，日本の「トップランナー制度」についての沿革と内容について紹介し，さらに AC モータドライブに関わるユーザ／ベンダの有その詳細内容や適用除外条件や目標値について紹介する。

識者による委員会内講演会も実施し，最新の動向についてこれに続き，世界各国（米国・カナダ・ＥＵ・中国・韓国・もヒアリング・議論する機会を設けた。

豪州／ニュージーランド他）の高効率規定の発行状況を取

本技術報告では，これらの調査で得られた知見を次節で示す複数のセクションに分けて報告する。

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り上げ，ユーザにとって有益な情報である高効率規制の動向について概説する。