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

省エネのキーワードは 「3R」と言われています。
  「Reduse(減少)、Reuse(再使用)、Recycle(再生使用)」
  ですが、今回はその一つである。
  「Reduse=減少」の、電力量減少による省エネについて考えてみました。

  世界の電力需要の内 各種モータが消費する比率は50%以上と言われています。
  電気エネルギー効率の改善はモータの技術開発と制御開発にとって重要なテーマです。
  エネルギー効率の高いモータについての国際規格は08年IEC(国際電気標準会議)が定め、09年1月発効したエネルギー(モータ)効率に応じて「標準モータ,高効率モータ,超効率モータ」の3ランクに類型されました。欧州では11年から効率値をモータに記載する事が義務化される予定です。
  尚、カナダ(CSA)、アメリカ(EPact)で規格化しております。

  <電力会社に毎月支払いしている電気料金の仕組み>
  「A」:基本料金=契約電力×基本料金X力率割引
     契約電力:昨年の月次最大使用電力
     力率割引:力率85%を基本として力率改善をすると更に割引されます。
  「B」:電力量料金=使用電力量×電力量料金単価±使用電力量×燃料費調整単価
  「C」:電気料金=A+B+消費税

  ここでは、「契約電力、力率割引、使用電力量」に関係する内容の改善をお話します。

■ モータ電力量の算出

  1.三相交流モータ 
     「D」:Pi=√3×V×I×cosΦ/1000
         Pi:モータ運転時に電源からモータに入る電力(kW)
         V:モータ端子電圧(V)
         I:モータ端子電流(A)モータ効率が加味されている
         cosΦ:力率

  2.単相交流モータ 
     「E」:Pi=V×I×cosΦ/1000

  3.モータ電力量 
     「F」:電力量=Pi×時間 (kWh)

 

■ モータの省エネ対策

  1.効率の良い(高効率)モータを使用する
    弊社高効率モータは電気エネルギー損失の少ない電磁鋼鈑を採用し、コイルの太さや巻数を変え、エネルギー損失(発熱)を少なくなる改善をしています。
    これによりモータに流れる電流が無駄に流れなくなり、電気エネルギーを回転力(トルク)に有効に変換出来る様になります。
    上記式「D」より高効率モータは電流値Iが少なくなりモータに流れる電流が減少して、使用電力量が減少します。これが省エネルギーにつながります。

  2.力率(COSΦ)を改善する
    上記式「D」よりモータの力率を改善する事でモータの入力電力を減少する事が出来ます。その方法はモータ回路間に「進相コンデンサー」を挿入する事で力率を減少し、電気エネルギーを有効にモータに供給する事が出来、省エネルギーにつながります。

  3.モータをインバータ制御で運転する
    1)インバータでモータ回転数(周波数Hz)を下げるとモータへの入力電圧も下がります(V/f)ので、式「D」より省エネルギーになります。
     例えばモータ回転数を900r/min(30Hz)の場合でモータへの入力電圧が約100Vになり、入力動力は約1/2になります。

    2)モータの加速時にインバータでゆるやかに加速する事で加速電流が抑えられ入力電力が低減して省エネルギーになります。

    3)インバータのセンサレスベクトル制御機能でモータを制御しますとインバータにインプットしたモータ特性を使い入力電流が有効に出力トルクに反映され、効率の良い省エネルギー運転が出来ます。

    4)高効率モータをインバータ制御で運転する
     高効率モータをインバータ制御する事で、インバータ用定トルクモータ(AFモータ)より更に省エネルギーになります。

    5)インバータ制御の場合、力率改善の方法としては「ACリアクトルか、DCリアクトル」を設けることで省エネルギーにつながります。



   日本は新政府が「CO2削減25%」を宣言しました。
   省エネを実行し「CO2削減」にも貢献しましょう。

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