住友重機械工業株式会社 PTC事業部

PTCワールドワイド 住友重機械工業株式会社

皆さんはインバータ運転の際にモータをどのように選んでいますか?
最近高性能インバータ(センサレスベクトル制御方式)の汎用化に伴い同方式インバータと汎用の小容量モータと組み合わせても、定トルク運転が可能なことをご存知ですか?


1.定トルク運転( 6Hz~60Hz 200V/60Hz 、220V/60Hz )
従来 インバータ(定トルク運転用) + インバータ専用モータ
      
汎用 V/F 方式インバータ

a)センサレスベクトル方式インバータ + インバータ専用モータ
HF-320(小容量帯用)、HF-430、AF-3100α
b)センサレスベクトル方式インバータ + 汎用モータ
HF-320、HF-430、AF-3100α
C)汎用インバータ(定トルク運転用) + インバータ専用モータ
SF-320 (V/F 方式)

a,b,cの3種類の方法がありますがCは従来とほぼ同等です。
ここでの注目は b)の組み合わせです。
    
汎用モータで運転できる定トルク範囲は次のものです。

1) 0.2kW ~ 0.4kW  : 6Hz ~ 60Hz の(100%定格)定トルク運転
2) 0.75kW ~ 3.7kW :  6HZ ~ 20Hz (80%定格)定トルク運転
20Hz ~ 60Hz (100%定格)定トルク運転


// メリット1 //

設備改造等でインバータ運転を行う場合、センサレスベクトルインバータのHF-320を選定すると既設のサイクロ減速機等の汎用モータ付住友製ギヤモータを定トルク運転することが出来ます。
従来は、ギヤモータもインバータモータ付ギヤモータに入れ替えなければなりませんでしたが、センサレスベクトルインバータはインバータの追加だけの改造も可能です。

注意1. 汎用モータが 3.7kWまでの条件です。
注意2. 負荷特性を把握し定格値以内を確認してください。改造の場合意外にも負荷特性が不明確な場合が多いものです!
注意3. 400V級の場合は、インバータ用絶縁強化モータが必要になります。既設の場合は、インバータ出力側に専用のフィルタが必要です照会ください。
注意4. 他社製モータの場合照会ください。
 

// メリット2 //

設備で運転速度の微調整をしなければならない場合や、 定トルク運転域が狭く20Hz以上での運転に限定され場合などの場面でも
センサレスベクトル方式インバータ + 汎用モータ
の組み合わせが考えられます。

< なぜ汎用モータで定トルク運転が可能なのか?>

まず、V/Fインバータでは、周波数に対する出力電圧が固定されています。
低周波数運転では、1次抵抗による電圧低下で出力トルクが低下し、すべりも大きくなり負荷が掛かるとモータが停止してしまいます。
電圧低下分を補うため、ブースト電圧を加えるとトルクは出るのですが、負荷の少ない状態では磁気飽和により逆に大きな電流が流れてしまいインバータがトリップする現象が起こります。

センサレスベクトル制御では、モータの回路定数や出力電流などを用いて負荷を予測し、それに応じた電圧と周波数を出力することで、軽負荷時の電流を抑え、負荷に応じた安定したトルクを発生させます。
また、周波数も補正することにより負荷時にもほぼ同期速度での運転を実現します。
これにより、汎用モータでも定トルク運転が可能になります。

* センサレスベクトル制御では出力電流検出を行い負荷状態をモニターしています。
これにより、状態に合わせ最適なコントロールが行われ、安定したトルクを出力できます。

住友重機械のセンサレスベクトルインバータはサイクロ減速機等の、汎用モータ及びインバータモータ(AFモータ)の自社モータ定数を搭載しており最適なコントロールを可能にします。
また設置状況に合わせ、オートチューニング機能も搭載し、様々な状況に対応します。

<インバータモータのメリットは?>

インバータモータはシリーズ全容量で6Hz~60Hz間の定トルク運転を実現します。
また始動トルクも180%~250%と大きくそのメリットは大きいものです。
特に4kW以上ではインバータモータの優位性が大きくなります。
また、AFモータ(インバータ運転用モータ)は磁気飽和の起き難い設計になっており、V/F方式のインバータで定トルク運転を実現します。


-------まとめ----------

負荷条件や、運転条件、モータ容量、などを検討し最適な選定をすることで最適コストを実現しませんか?
住友重機械では皆様のインバータ運転に関しての様々のご相談をお待ちしております。

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