質問: 回転数とトルクの関係 通常モータは回転数を落とすとトルクはupしますが、インバータを使用して回転数を落としてもトルクはupしないそうですが、例えば6p0,75kwのモータを60hz(1200回転)で回転させた場合と30hz(600回転)で回転させた場合トルク的には60hzの方は 6,28x1200xt=0,75x60000 7536t=45000 t=5,97 となりますが30hz(600回転)の時のトルクはどのように考えたらいいのでしょうか?
回答: >通常モータは回転数を落とすとトルクはupしますが、 --モータの回転速度を落とすのではなく、[モータの極数を指定して製作した場合、6極のモータは4極のモータに比べ定格回転速度が小さくなり、その分トルクが大きくなる。]との条件になります。 モータ出力____:p[w] モータ各速度__:ω[rad/s] モータ回転速度:n[r/min] モータトルク__:t[n・m] 1)750[w]、6極のモータのトルクの計算 --カゴ形モータの場合はスベリsがありますので、定格回転速度は多少遅くなりますが、この分を無視して同期速度の値で計算しますと、電源周波数が60[hz]の場合 n[r/min]=120×f[hz]÷p[極]=120×f[hz]÷6[極]=1200[r/min] p[w]=ω[rad/s]×t[n・m]=(2×π×n[r/min]/60)×t[n・m] 750=6.28×1200/60×t t=750×60÷(6.28×1200)=5.97[n・m] となります。 2)同様に750[w]、4極のモータのトルクを計算しますと、 n[r/min]=120×f[hz]÷4[極]=1800[r/min] 750=6.28×1800/60×t t=750×60÷(6.28×1800)=3.98[n・m] 即ち、回転速度が遅い(6極の)モータはトルクが(4極のモータに比較して)大きくなると言えます。 このため、大きなトルクを出せるように6極のモータの方がモータの寸法(大きさ、軸の太さなど)も大きくなっています。当然、内部の巻線も6極用の仕様となっています。 3)インバータ可変速運転した場合のトルクの考え方 一方、インバータで可変速運転する場合は、6極のモータの出せるトルクは上記の計算した値(5.97[n・m])が最大であり、モータに印加する周波数のみを可変しただけですので、トルクはこれ以上に出せないことになります。 逆にモータは運転しますとモータ内部に熱が発生しますので、この熱をモータ軸に自己冷却ファンを設けて発散させ、決められた巻線温度以下にしています。 この状態で回転速度を下げていきますと、自己冷却ファンの回転速度も一緒に下がり、冷却効果も低下しますので、トルクを一定のままですとモータが過熱焼損する恐れがあります。過熱を防止する意味で、運転電流を下げる必要があります。 標準モータの場合で運転電流を下げるには、モータに加わる負荷トルクを下げる必要が出てきます。どの程度トルクを下げるかは、使用するモータとインバータの組み合わせ試験および運転周波数の領域によりモータの温度上昇を調べ決定します。 4)30[hz]時のトルクの低減率 750[w]程度のモータの場合は、基準となる周波数(基底周波数とかベース周波数と言います。)を60[hz]に設定した場合で、運転周波数 30[hz]で運転して負荷トルク略100[%]を加えても温度上昇的に問題ないとのデータもあります。 これらの低減率などの詳しいデータは、インバータメーカのカタログや技術資料を入手して確認することになります。 或いはインバータメーカでインバータ講座を開催していますで、受講されて確認されると良いと思います。 (注) 上記のトルク計算はモータの回転速度を同期速度として計算していますが、カゴ形モータの場合、スベリsの影響により同期速度より多少遅く回転していますので、カタログ等でモータの定格回転速度を確認し、この数値を使用して計算しますと、モータの出せるトルクが多少大きくなります。