ACモーター入門編サンプルテキスト

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あけなおさわまつ
4 years ago
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1 技術セミナーテキスト AC モーター入門編

2 目次 1 AC モーターの位置付けと特徴 AC モーターの位置付け 1-2 AC モーターの特徴 2 AC モーターの基礎構造 2-2 動作原理 2-3 特性と仕様の見方 2-4 ギヤヘッドの役割 2-5 ギヤヘッドの仕様 2-6 ギヤヘッドの種類 2-7 代表的な AC モーター 3 温度上昇と寿命温度上昇の考え方 3-2 モーターの過熱保護 3-3 モーターの寿命 3-4 ギヤヘッドの寿命 4 AC モーターの位置制御ブレーキパック 4-2 電磁ブレーキ付モーター 4-3 ブレーキ機能の種類 5 耐環境モーターとトルクモーター 52 6 AC モーターの選定選定手順 6-2 機種選定フローチャート 6-3 選定計算の進め方

3 AC モーター入門編 1-2 AC モーターの特徴 1) 使い方が簡単商用電源から電源を供給するだけで回転します単相電源で使用する AC 小型標準モーターはすべてコンデンサを接続して使用するコンデンサランモーターです三相電源で使用するモーターはコンデンサが必要なく電源に接続するだけで動かせます単相電源ギヤヘッド単相モーターコンデンサ三相電源ギヤヘッド三相モーター図 1 2 システム構成 CW 方向 CCW 方向図 1 3 接続図 ( 例 : 単相インダクションモーターの一例 )

1 AC モーターの位置付けと特徴 2) 低コスト AC モーターは他のモーターに比べて動作させるためのシステムが簡単で低コストです

用途に合わせてモーターの種類や減速比を自由に選ぶことができます一定速で運転一方向に運転減速させるトルク UP 瞬時停止させる

停止中に保持力が必要電磁ブレーキ付モーター出力 :6~200W 直交軸ギヤヘッド減速比 :20 種直線動作に変換するブレーキパック

4 1 AC モーターの位置付けと特徴 2) 低コスト AC モーターは他のモーターに比べて動作させるためのシステムが簡単で低コストです 3) 豊富なバリエーションモーターギヤヘッドとも豊富なバリエーションがありますので用途に合わせてモーターの種類や減速比を自由に選ぶことができます一定速で運転一方向に運転減速させるトルク UP 瞬時停止させるインダクションモーター出力 :1~200W 平行軸ギヤヘッド減速比 : 約 20 種正逆運転レバーシブルモーター出力 :1~90W 停止中に保持力が必要電磁ブレーキ付モーター出力 :6~200W 直交軸ギヤヘッド減速比 :20 種直線動作に変換するブレーキパックリニアヘッドストローク : 100~1000mm インダクションモーターインバータ一部の AC スピードコントロールモーターとは組み合わせられません図 1 4 バリエーションと組み合わせ

AC モーター入門編 2 AC モーターの基礎 AC 小型標準モーターの基礎的な内容として一定速度で使うモーターの構造や動作原理仕様の見方とモーターと組み合わせるギヤについて説明します 2 1 構造 AC モーターは堅牢で信頼性の高いモーターです内部構造は基本的に磁界を作るステーターと回転するローターの 2 つからできていますここでは

5 AC モーター入門編 2 AC モーターの基礎 AC 小型標準モーターの基礎的な内容として一定速度で使うモーターの構造や動作原理仕様の見方とモーターと組み合わせるギヤについて説明します 2 1 構造 AC モーターは堅牢で信頼性の高いモーターです内部構造は基本的に磁界を作るステーターと回転するローターの 2 つからできていますここでは動力用モーターのインダクションモーターを例として説明します 1 ステーター 2 ローター 4 ボールベアリング 3 出力シャフト 6 フランジブラケット 5 ケース塗装図 2 1 インダクションモーターの構造 1 ステーター電磁鋼板を積層したステーターコアポリエステル皮膜銅線の巻線絶縁用フィルムなどから成ります 2 ローター積層した電磁鋼板とアルミダイキャストの導体からなります 3 出力シャフト丸シャフトタイプと歯切りシャフトタイプがあります丸シャフトタイプにはフライスカット加工 ( 出力 25W 以上 ) がされています歯切りシャフトタイプには精密な歯切り加工がされています材質は S45C です 4 ボールベアリング

6 2 AC モーターの基礎 5 ケース塗装アルミダイキャスト品の内部切削したケースにアクリル樹脂またはメラミン樹脂の焼付け塗装をしています 6 フランジブラケットアルミダイキャスト品を切削加工したものですモーターケースに圧入されています

7 AC モーター入門編 3 温度上昇と寿命 AC モーターの温度上昇と寿命の考え方について説明します 3-1 温度上昇の考え方モーターに入力された電力が出力に変換されるとき損失が発生しますこの損失は熱となって大気中に放出されます入力 - 出力 = 損失熱損失 ( 熱 ) 出力入力図 3 1 モーターの発熱当社の AC 小型モーターの耐熱クラスは JIS 規格による E または B になります ( シリーズにより異なる ) 表 3 1 耐熱クラス 90(Y) 105(A) 120(E) 130(B) 155(F) 180(H) 200(N) 220(R) 250(-) 耐熱クラス JIS C4003

8 3 温度上昇と寿命コイルとケースの温度差は最大で 30 です式で表すと以下のような関係になりますコイル許容温度 - コイルとの温度差 = ケース温度したがってコイルの温度が 120 のときのケース温度はコイル許容温度 - コイルとの温度差 = ケース温度モーターケース表面温度が 90 以下になるようにお使いください 1) 温度上昇の測定条件当社では次のような条件で温度上昇時間定格を規定しています以下の条件で定格運転後温度上昇を測定しますモーター単体 ( ギヤヘッドや放熱板がない ) 外部からの強制冷却なし ( 空気の流れ外部ファンによる冷却がない ) 周囲温度 50 を想定 ( 使用周囲温度の上限 : 一部回路付モーター等は 40 ) ここでいう定格運転とは定格電圧定格周波数定格コンデンサ容量 ( 単相モーターのみ ) を与えて表 3 2 の負荷条件で定格時間連続運転することです負荷条件はモーターの使用可能なトルク範囲内で最も温度上昇が高くなる場合としています表 3 2 測定条件モーターの種類負荷条件単相モーター無負荷三相モーター定格負荷トルクモーターを除くコンデンサランモーター

9 AC モーター入門編 6 AC モーターの選定 AC モーターを選定するときの手順を説明します 6-1 選定手順 1) 要求仕様の確認機構の種類寸法やワークの質量移動速度等を確認します 2)AC モーターの機種選定 1 の要求仕様を満足する機能を持つモーターを機種選定フローチャートを参考に選定します 3) ギヤヘッド出力軸回転速度ギヤヘッドに必要な回転速度を求めてギヤヘッド減速比を決定します 4) 必要トルクの確認ギヤヘッドに必要なトルクを求めてカタログで確認します 5) モーター起動トルクの確認ギヤヘッドに必要なトルクからモーターに必要なトルクに換算して起動トルクの値と比較します 6) ギヤヘッド許容負荷慣性モーメントの確認ギヤヘッドにかかる負荷慣性モーメントがギヤヘッドの許容値以下であるか確認します 7) モーターの決定

10 6 AC モーターの選定 6-3 選定計算の進め方 1) 要求仕様の確認例題以下の機構仕様で使えるモーターを選定します図 6 1 ベルトコンベアベルトとワークの総質量 m 4 [kg] 摺動面の摩擦係数 μ 0.3 ローラーの直径 D 80 [mm] = 0.08 [m] ローラーの質量 MR 0.5[kg] ベルトローラーの効率 ηm 0.9 ベルトのスピード V 9.0 [m/min] 前後モーター電源単相 100V 50Hz 回転方向一方向運転停止方法瞬時停止機構駆動方法水平駆動外力なし

H4

機種構成一覧表 3 4 56 GA GA 57 58 59 60 端子箱ブレーキ不付きブレーキ付き 0.4 2.2 0.4 0.75 1.5 3.7 3.7 5.5 7.5 5.5 11 11 ブレーキ仕様表出力 () 定格制御許容制動ライニング寿命電磁石ストローク (mm) 電源電圧概略電流 (A) ブレーキ慣性整流ユニットモーメント型式トルク仕事率 ( 総制動仕事量 ) 単相 (V) J:k

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