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


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  SHI-Direct vol. 1002    2010/02/25
 

    2月 Webサイト 新着情報


    技術情報
         各種電動機、ギヤモータの更新と置き換え

         (1)直流モータ運転のインバータ化


        
                       http://www.shi.co.jp/ptc/
                       Sumitomo Drive Technologies




 


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  □◆ Webサイトからのお知らせ
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  1.簡易選定機能 が更に使い易くなりました

   簡易選定で選定した製品の情報に「製品寸法図pdf」が加わりました。
   今回は「プレストNEO」のpdf追加です。
   順次、各機種のpdfを追加します。
   選定した商品の参考寸法図としてご利用いただけます。


  2.CADデータダウンロードコーナからのお知らせ

   ・サイクロ減速機の高効率モータ付シリーズのdxfデータを追加しました。
   ・ハイポニック減速機の2Dのdxfデータが4面図タイプになりました。


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  □◆ 技術情報:各種電動機、ギヤモータの更新と置き換え
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  可変速モータの代表的なものとして直流モータが様々な機械やライン等に
  小容量から数百KWまで幅広く使用されています。
  今回は直流モータの置換用として汎用インバータの適用範囲でご紹介します。

  ■インバータ化のメリット

   1)直流モータの整流ブラシ、ブロアーのフィルタのメンテナンス解消
     ができます。

   2)インバータの多機能搭載で従来の直流制御時の周辺のコントローラ
     機能(多段速、電流信号4-20mm変換器、運転信号検出
     外部アップ/ダウン信号運転機能など)を内蔵し、省スペースな制御盤
     が可能です。

   3)運転時、エラー時のモニター情報機能の充実
     エラー発生時の情報履歴、詳細情報の確認が可能で
     運転中の電流値や電力、トルクなどモニタも豊富です。

   4)耐圧防爆環境等でもインバータと組合せて受検合格した
     三相誘導モータのためメンテナンス性に優れます。

   5)サイクロ減速機等のギヤモータの組合せで運転できるため
     アプリケーションが豊富です。
     *モータ単体での運転はAFモータで運転できます。
      (AFモータ:住友重機械 インバータ定トルク運転用モータ)

   6)インバータ化による力率改善(ACL又は、DCL 取り付け)  
     SCRサイリスタレオナード制御(DCモータドライバー)の位相角
     制御に比べ改善できます。   


  ■直流モータ運転とインバータ運転比較
   1)直流モータの制御仕様で記載されている1:100の速度制御
     とインバータ運転の比較

     実際に運転を行っている速度範囲は意外に
     1:20~30程度の場合が多いものです。
     極低速の速度は生産運転前の準備等で使用することも
     あります。
     ご検討の際はご照会ください。

     現在の最新センサレスベクトルインバータは1:100も可能な
     機種もあり、更にオプションの速度F/B運転で更に広い範囲
     でも対応可能な機種(HF430シリーズ)もあります。

   2)始動トルクと運転中のトルク
     直流モータは通常、定格トルクの150%が最大トルクに
     なっています。
     センサレスベクトルインバータは始動時、定格トルクの約200%、
     運転中の最大トルクも同様の値であり、通常のアプリケーション
     において問題ありません。

   3)トルク制御での比較
     直流モータ制御の大きな特長の一つであるトルク制御は
     トルク制御精度面でセンサレスベクトルにそのまま置き換える
     には向いていません。 トルク制御精度のより高い
     ベクトル制御での更新検討になります。      
     トルク制御では十分な検討が必要なことも多く注意ください。

   4)速度応答、負荷変動への応答は内容に合わせ、ベクトル制御と
     センサレスベクトル形の使い分けで注意が必要です。

   ●HF430シリーズ(センサレス制御運転時) 

    制御範囲  1:120
    制御精度  ±0.5%

    注1)標準のAFモータを運転した場合、最低周波数は6Hzとなりますので
      注意してください。
    注2)1:120の運転の場合、軸流ファン付AFモータの適用となります。
      ご照会ください。
    注3)オプションの速度F/B時は制御範囲が更に拡大します。
      専用のモータ適用(軸流ファン仕様のAFモータ+エンコーダ付)
      になります。

   ●HF320α(センサレス制御運転時) 

    制御範囲  1:60
    制御精度  ±1%

    注1)標準のAFモータを運転した場合、最低周波数は6Hzとなりますので
      注意してください。
    注2)1:60の運転の場合、軸流ファン付AFモータの適用となります。
      ご照会ください。

   ●インバータで更新する場合の注意点 

    1)標準の三相誘導モータ全閉外扇形の場合
      商用電源駆動用の汎用モータ 1:10 但し逓減負荷運転(連続運転)
      インバータ運転用AFモータ   1:10 定トルク運転(連続運転) 

     *弊社の汎用モータとHF320α、HF430シリーズを組合せ
      センサレスベクトル運転を行った場合、汎用モータでも
      連続運転時の運転可能な連続トルク特性(負荷率)が改善されます。
      特性はカタログ等に記載しております。是非

    2)HF430のオプションの速度F/B運転で3.7kW以下の場合
      ご照会ください。
    3)サーボ用途には適しませんので注意ください。   
    4)60Hzより高い周波数域の運転(定出力運転領域)での
      センサレスベクトル運転時の精度は変りますのでご照会
      ください。

    5)ギヤモータの運転で60Hz以上の高い周波数域を運転する場合、
      ギヤーの許容入力回転数の上限があるため注意してください


  ■直流モータの仕様

   直流モータの多くは速度F/B(フィードバック)運転をしています。
   一般的な仕様としては次のようなものです。

    例 最高回転数 1750r/min 4P 定トルク運転の場合

      ・速度精度 ±0.5%(但し100r/min以上)

      ・制御範囲   
        ・DC TG 付  1:100  最低回転数は30r/min
        ・AC TG 付  1:100  最低回転数は100r/min 

        実際の組合せでは、DC TG付が大多数です。 
        この他に電圧F/B、1:30も有ります。

       ・過負荷耐量 1分間150%

       ・運転方向 一方向 (可逆運転用対応製品もあります)

    ・標準で速度制御を使用しているため、インバータへ置き換えする場合
     速度制御を必要とされる場合が多いと思います。
     一般的な直流モータ制御の場合、低速域の100r/min以下では
     速度制御精度が下がり、実用域として100r/min以上で
     使用されているのが普通です。

    ・従来のインバータへの置き換えでは、高性能タイプのインバータと
     そのオプション機能のPG F/B + モータはインバータ運転用で
     1:10の変速範囲で行われてきました。
     また、PG付(またはエンコダ付)を組合せ、負荷の比較的安定した
     機械への適応することもありました。 

   この様なアプリケーションの例で押出機への適応では
   V/f制御運転で始動トルクを確実に得るためにインバータ容量を
   モータ容量に対して上げて運転することもありました。
   また、センサレスベクトルインバータの初期は
   特殊用途用で高価なため、汎用として採用するには
   至りませんでした。
   最近の汎用インバータの高性能シリーズはセンサレスベクトル
   制御方式となり、直流モータ制御の更新として採用可能となってきました。
   初期のセンサレスベクトル制御タイプに比べ性能が向上し、
   更に汎用インバータとして使い易くなっています。 

   住友重機械のインバータでは、
   HF-320αシリーズ、HF-430シリーズがセンサレスベクトル制御方式
   のインバータです。(旧AF3100、AF3100αも同等です)
   HF-430シリーズではオプションでPG フィードバック運転が出来ます。
   PG F/B を行う場合は、モータも専用タイプとなりますので注意ください。

   直流モータ運転の更新時に最新のセンサレスベクトル方式インバータ
   のご検討をしてみてはいかがでしょうか。



  皆様のご希望に沿いテーマアップいたしますので是非ご意見お寄せください。
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