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No.2ベストアンサー
- 回答日時:
回転している物体の瞬時瞬時の動力(出力)は一般的に軸動力と言います。
軸動力をP(ワット)・・・・・・・・・・・P(W)
回転速度をN(毎分当たりの回転速度)・・・N(r/min)
トルクをT(ニュートン・メートル)・・・・T(N・m)
としますと次の式で計算できます。
P(W)=(2π/60)×N(r/min)×T(N・m)
この式から回転速度を下げれば、軸動力が小さくなることを示しています。
ここで問題になるのが、モータが回転する「負荷装置の回転速度-トルク特性」
です。
「ファン」や「ポンプ」に適用する場合は「省エネ効果」が期待できますが、
負荷装置の運転特性により省エネの程度が異なります。
どのような負荷装置にインバータを適用するのかを良く調べる必要があります。
「回転速度-トルク特性」の主なものとして、次のようなものがあります。
1)定トルク特性
・回転速度に関係なく、トルクが一定である。
・コンベア、搬送台車、プロセスラインのロール駆動など一般に摩擦による負荷
この装置をインバータで40Hzで運転しますと、
P(W)=(2π/60)×N×(40Hz/60Hz)×T(=一定)
P(W)=(2π/60)×N×T×0.667
--単純計算では、コンベアのような装置では軸動力が約66.7%になります。
2)二乗低減トルク特性
・負荷トルクが回転速度の2乗に比例する。
・ポンプによる送水、排水装置など遠心力を利用した装置
・ファン、ブロワ駆動などの給気、排気装置など遠心力を利用した装置
この装置をインバータで40Hzで運転しますと、
P(W)=(2π/60)×N×(40Hz/60Hz)×T×(40Hz/60Hz)^2
P(W)=(2π/60)×N×T×(40Hz/60Hz)^3
P(W)=(2π/60)×N×T×0.296
--単純計算では、ファン・ポンプのような装置では軸動力が約29.6%になります。
3)定出力特性
・回転速度が下がるほど負荷トルクが増大する。
・トルクと速度の積が一定である。
・工作機主軸駆動、巻取り装置(センタードライブ)など
この負荷装置をインバータで40Hzで運転しますと、
P(W)=(2π/60)×N×(40Hz/60Hz)×T×(60Hz/40Hz)
P(W)=(2π/60)×N×T×1.0
--単純計算では、工作機主軸駆動のような装置では軸動力は変化しません。
--逆に周波数を更に下げますと負荷トルクが増大し、組み合わせるインバータや
モータの容量により過負荷になることもありますので、選定に充分注意する必要
があります。
この回答への補足
詳しいご説明ありがとうございます。
実際に、実物でテストしたとして、
回転数を落としても、負荷装置の性能には影響が無いという条件で
いくつかの周波数でテストし、その時々の電流値を測り電流値が
低くいところを見つければ、省エネと言えるのでしょうか?
>周波数を更に下げますと負荷トルクが増大し
あまりにも、低い周波数ですと、トルク不足になるのは経験で
なんとなく知っていました。
INV側でトルクブーストを設定したりして逃げたこともあります。
No.1
- 回答日時:
インバーターを使って周波数を下げれば確かにモーターの回転数は下がります。
省エネの観点から見ると そのモーターで駆動している装置の生産量なり加工量が同じだと 結果的に消費する電力量は同一です。
装置のスピードが遅くなった分 稼働時間が延びたとしたら、各種ロス(抵抗)の分だけ電力量は増えると思います。
その装置に最適なスピードで駆動するのが一番の省電力だと思います。
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