百年を駆け抜けた技術と挑戦 28 ─

技 術（産業）

産業用モータの変遷

3.BLモータ（交流可変速無整流子電動機）
整流子のないモータとして、業界に先駆け1968年にサイリスタを用いたサイクロコンバータと同期電動機を組み合せた無整流子電産業事業を築いたモータ

動機を開発した。ブラシレスの意を表してBLモータと命名された。
BLモータは回転子の構造によってクローポール形と励磁機付円筒

当社は1918年に鉄道車両用電機品の製造を目的に設立されたが、界磁形の二種類に大別できる。このBLモータは直流電動機並みのその8年後の1926年には産業分野にも進出し、産業用モータの製造制御性能を有しており、正転から逆転、力行から回生が連続して切を開始した。ここでは、産業事業を築いてきた産業用モータについり替えることが可能であった。また、ブラシや整流子を有しないたて紹介する。

め、保守・点検が容易であり、使用環境の適用範囲も広いといった特長があった。製糖用遠心分離機の駆動用として多数使用されたほ1.ASモータ（三相交流整流子電動機）

BLモータ

か、石油化学、上下水道、製紙など各業界で使用された。

産業モータの製造は、1926年の東邦電機工作所から製作販売権を取得した三相交流整流子電動機（シュラーゲ形）の製造が手始め

4.NSモータ（固定子給電形交流整流子電動機）となった。この三相交流整流子電動機はブラシを移動させることでASモータは回転子給電形の交流整流子電動機であったが、1964速度制御が可能であり、繊維、紡績分野で採用された。その後、容年には固定子給電形の交流整流子電動機の技術をイギリスのロー量拡大や改良を続け、量産体制が整った1958年にはその特長から

レンス・スコット・アンド・エレクトロモータース社から導入し、NSAS（Adjustable Speed）モータと命名された。サーボモータを用いモータの商品名で販売した。ASモータと異なり高電圧の使用に適た自動制御を用いることで精度良い速度制御を可能とし、製紙、鉄しており、全閉形の適用も容易なことから上下水道ポンプ用やセメ鋼、印刷、搬送など幅広く産業界に可変速モータとして採用され

ント、製紙、化学工場などの雰囲気の悪い場所でも使用でき、新分た。サイリスタ制御のモータが登場した後も、特別な制御装置がな野への受注に貢献した。

NSモータ

くとも速度制御が可能なことや低速での力率が良好であることなどから、インバータ駆動の誘導電動機に置き換わる1990年代まで当ASモータ

社の産業事業を支え、今日の当社の産業事業の発展の礎となった。

5.DLモータ（デルタモータ）
1965年、当社はサイリスタを応用し、かご形誘導電動機と同種の構造で可変速が可能なモータを開発した。保守が簡単で安価であ2.DCモータ（直流電動機）

DCモータ

りながら、電動域から制動域まで平坦な分巻特性を持つとともに、ASモータに引き続き、1928年には鉄道車両用電動機の設計・製

運転速度は0から定格速度まで連続に制御可能で、さらに回転部の作技術を用いて産業用直流電動機の製作に着手した。当初、直流感性が小さいため応答性が良く、自動運転が容易であるなど、利点電動機は艦船用等に使用されたが、1961年に開発されたサイリス多いモータである。制御装置はギリシャ文字のΔ（デルタ）の形にタレオナード装置と組み合せることで高性能な可変速制御を可能サイリスタを接続しており、デルタモータと名付けたが、後にDLとし、変速モータの主力製品となっていった。1982年にはモデルモータと命名され、小容量の可変速モータとしてファン、ポンプ、チェンジを行い、フレームレスのプレハブ構想を採用し、脱鋳物化押出機などの駆動の他、フィルム、ゴム加工などにも使われた。

DLモータを図ったDKシリーズを製品化した。DKシリーズでは、整流性能、制御応答性能および保守・点検性を向上し、各部巻線を含めた高信頼性の確保、低騒音等の特長を併せ持つモータとなった。1990年

インバータ駆動時代の産業モータにはマイコンによるデジタル制御を用いたサイリスタレオナード

1980年代に入るとパワー半導体とマイコン技術の発展し、これ（TLRD90シリーズ）が開発され、これと組み合せて全デジタル制らを用いたインバータ装置により、交流電動機を高精度に駆動でき御も可能となったことから、産業事業の主要用途である印刷機、金る様になった。今日においては、当社が製造する産業用モータはす属加工設備、ゴム製造設備他のドライブ用として多数納入されたが、べてインバータ駆動を前提としたモータとなっている。次頁では、1990年代後半には脚光を浴びてきたインバータ駆動の交流電動機こうしたインバータ駆動モータを紹介する。に押され徐々に減少し、2006年には直流電動機の製造に幕を下ろ
DCモータDKシリーズ

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百年を駆け抜けた技術と挑戦すこととなった。

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1.UFシリーズIM（インバータ用誘導電動機）
当社は1987年にインバータ専用モータ（インバータ駆動を対象固定子巻線にした専用モータ）として、UFシリーズIM（以下、UF-IM）を開発固定子巻線固定子固定子した。インバータによる可変電圧／周波数電源による駆動を前提としており、広い可変速範囲、小型軽量、高応答性などが特徴として挙げられる。UF-IMの開発にあたっては、以下の施策を実施した。

回転子

回転子
永久磁石

1.	インバータの高サージ電圧に耐える絶縁システムを開発し、UFシリーズIMＥＤモータ巻線の信頼性を向上。
2.	適正スキュー率の研究・実施により、低トルクリップル化を実現。

二次導体

誘導電動機

EDモータと誘導電動機の構造比較

3.	センターハイト180以下はアルミ押出品フレーム、それ以上のセンターハイトのものはフレームレスコア一体型を採用した脱鋳物化。
UF-IMの開発以来今日に至るまでの生産台数は、約3万5,000台に達している。

固定子は両者ともに同様の巻線を有しているが、回転子が異なる。
誘導電動機は回転子に二次導体を有し、固定子巻線の回転磁界と回転子速度との差により二次導体に電圧を誘起し、電流が流れトルクを発生させる。一方、EDモータは回転子内部に永久磁石を内蔵し同時期に開発されたインバータのベクトル制御を用いて駆動するており、固定子巻線の回転磁界に吸引・反発して同期速度で回転すことで、直流電動機を凌駕する高精度なトルク／速度制御が可能とる。このため、回転子は基本的に電気損失を生じさせず、モータ総なったことから、鉄鋼、フィルム、印刷、ゴム加工など、多くの産損失が軽減され、効率化を図ることができる。また、埋込磁石構造業分野で従来のモータに変わって適用されるようになった。

（IPM：Interior Permanent Magnet）なので、磁束軽減効果とトル

しかし、次項で述べるEDモータ（永久磁石形同期電動機）がク増大効果が同時に得られる。

2000年に開発され、販売が開始されると、UF-IMは次第にEDモー

EDモータの制御においては、この磁石の位置に合わせて電流位タに取って代わられ、生産台数は激減に転じた。その一方で、EDモー相を制御することで、トルク制御を行う必要がある。当社では、こタには不向きなパワコン範囲の広い要求仕様にも容易に対応できるのEDモータ駆動用のベクトル制御を搭載したインバータ（ED64/など、UF-IMのメリットを生かした用途も残されており、今後も少VF66シリーズ）と組み合せて誘導機なみの高精度なトルク制御を量ではあるが継続生産していく見込みである。

実現している。EDモータの特長として
・ 高効率 ：UF-IMに対して約5%前後の効率アップを実現

2.EDモータ（永久磁石形同期電動機）
1990年代後半から、地球環境問題に対する省エネルギーへの取・ 低慣性：慣性モーメントをUF-IMの30 〜 75%に低減

タの駆動に使われると言われ、モータの高効率化がますます重要な・	保守軽減：回転子発熱を抑え、軸受け封入グリース寿命をく向上し、高磁束密度、高保持力を備えた磁石の生産が可能となり、・	軸受け交換が容易：回転子を分解せずに軸受け交換可能な構造とした磁石（ネオジム系）を使用した高効率モータとして、永久磁石形同等があげられる。

期電動機を開発し、2000年より1.5 〜 110kW、2005年までにはさこうしたモータ自身の特長とインバータによる高精度制御によらに範囲を拡大して1.5 〜 750kW（1200min－1ベース）の発売をり、当社ではファンポンプといった用途だけでなく、高精度な制御開始した。高効率であり、Economical、Ecologicalといったキーワーを必要とするシャフトレス新聞印刷機駆動など、産業用可変速ドラドからEDモータと命名された。

イブ用モータとして幅広い分野で適用している。発売以来、省エネ動機である。EDモータと誘導電動機の構造比較を以下の図に示す。

百年を駆け抜けた技術と挑戦

1.5 〜 2倍としたモータに採用されるようになった。当社でも、こうした希土類永久EDモータは、回転子内部に永久磁石を内蔵した永久磁石形同期電

260・ 低騒音：損失低減により冷却風量を抑えて、低騒音化実現

り組みが国際的な広がりを見せた。産業分野では、電力の2/3はモー課題となっていた。時を同じくして、希土類永久磁石の性能が著しEDモータ

・ 小型軽量：UF-IMに対し、質量で32 〜 57%軽減モータとして顧客からは大好評を得ており、発売開始から今日までの生産台数は約3万台を達成した。

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