機器の効率・負荷率算出法

私は電気・機械についての知識は素人同然です。
仕事場に設置されている電気機器、今は主に電動機の
データ収集をやっていますが、データ記入の項目には
kw、負荷率、効率、相（電源）、電圧とあります。

kw、相、電圧は機器の銘板を見れば大体載っているのですが
負荷率、効率に関しては計算が必要だということまではネットで検索して
うっすらつかめたのですが色々調べてもわけがわからず先に進めない状態です。

電動機のみの効率、負荷率の算出方法、算出に必要なデータの種類でも
うれしいです。
御存知の方、教えてください。
よろしく御願いします。

No.1 回答者： ninoue 回答日時： 2010/11/13 09:58

次のようなサイトで解説されているようですので調べて下さい。

http://www.jeea.or.jp/course/12.html
# 音声付き電気技術解説講座 >電験受験
・電験問題「誘導電動機の原理（1-5）」

http://dende777.fc2web.com/index.html
電気技術者の部屋
http://dende777.fc2web.com/ziten/ziten.html
～電気技術者の部屋　電気事典～

その他次のようなサイトも一般的な情報として参考になるのではと思われます。
http://www.geocities.jp/hiroyuki0620785/index.htm
電気の歴史イラスト館

http://nippon.zaidan.info/seikabutsu/2002/00395/ …
初級講習用指導書（電気機器編）
http://nippon.zaidan.info/seikabutsu/2002/00397/ …
中級講習用指導書（電気計算編）

No.2 ベストアンサー 回答者： fujiyama32 回答日時： 2010/11/14 12:25

<1>モータ効率

・モータの効率を求めるには次により実測して計算します。

1)測定用機材の準備
・電動機の効率を測定するには種々の測定器類が必要になります。

(1)トルク計
・機械装置と電動機の間に[トルク計]を設置します。
・トルク計の例として次のURLをクリックして参考して下さい。
[トルク計/小野測器]
http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/products/keisoku …
http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/products/keisoku …

(2)回転速度計
・モータ軸の回転速度を測定します。
・回転速度計の例として次のURLをクリックして参考して下さい。
[回転速度計/小野測器]
http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/products/keisoku …
http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/products/keisoku …

(3)3相電力計
・電動機の入力電力を測定します。
・3相電力計の例として次のURLをクリックして参考して下さい。
[3相電力計/日置電機]
http://hioki.jp/3197/index.html

次のカタログの10頁も参照して下さい。
http://hioki.jp/pdf/power/Clamp_Power_J5-04B.pdf

2)測定方法
・電源を入れて、電動機を回転させて運転します。
・測定方法の図を貼り付けましたので参考にして下さい

・機械装置を通常の運転状態にします。
(1)[トルク計]によりトルク値を読み取り記録します。
(2)同時に[回転速度計]により回転速度を読み取り記録します。
(3)更に[3相電力計]により電力値を読み取り記録します。
(4)(1)～(3)の読み取りは同時に行います。3人で測定します。
或いはメモリレコーダを使用して、同時に記録します。
(5)多少時間を置いてから何回か測定して、記録を取ります。

3)軸動力(出力電力)の計算
軸動力(出力電力)P2(W)を次の式により計算します。
(1)
P2(W)＝ω[rad/s]×T[N・m]

ω:角速度[rad/s]
T:トルク[N・m]
N:回転速度[r/s]

ω＝2×π×N[r/s]＝2×π×N／60[r/min]
ですのでこれを上記の式に代入しますと次の式となります。

(2)
P2(W)＝2×π×N／60[r/min]×T[N・m]
P2(W)＝(2×π／60)×N[r/min]×T[N・m]

4)モータ効率ηMの計算
モータ効率ηM(％)は、次の計算式より求めることができます。

ηM(％)＝出力電力P2(W)／入力電力P1(W)×100(％)

・出力電力P2(W)＝軸動力P2(W)です。
・入力電力P1(W)は[3相電力計]にて測定した値です。

この計算式により、機械装置のある運転条件時に於いての
モータ効率ηM(％)を求めることができます。

モータの負荷である機械装置の運転条件が変化すれば、モータに加わる
軸動力も変化しますので、結果的にモータの効率も変わります。
運転条件が変動する装置では、その運転状態にしてその都度測定します。

<2>負荷率
・モータの負荷率は次の式より計算します。

負荷率(％)＝モータ出力P2(W)／モータ定格出力P(W)×100(％)

P2(W)は機械装置のある運転条件でのモータ出力P2(W)のことです。
モータ定格出力P(W)はモータの銘板に記載された数値です。