人々の生活を目には見えないところで支えている「モータ」。皆さんは、「モータ」のことをどのくらい知っていますか？知っているようで実はよく知られていない「モータ」の基本知識を分かりやすくご紹介します。
【書き起こし】【知識習得】電動モータの基本を学ぶ –
(00:05) [音楽] 皆様こんにちは三菱電機名古屋製作所新城 工場へようこそ今回は私たちの生活に 欠かすことができないモーターについて 詳しくご紹介します ここ新城工場は名古屋製作所の分工場とし て 1974年の設立以来三相モーター作りの 重要拠点として多彩な 産業用モーターを生産 提供しています 私たちの生活の様々なシーンで使われて いる電動モーターあらゆる 産業の動力を担うモーターの世界について 皆さんと一緒に見に行きましょう [音楽] 私たちの暮らしになくてはならないものと 聞いて皆さんは何を思い浮かべるでしょう か
(01:09) 水や空気は当然なくてはならないものです が私たちの毎日の暮らしを根底で支えて いるのはこのモーターです 例えば私たちの生活に欠かすことができ ない水道水 ダムや皮から取水された水は 浄水場でろ過され 排水管を通って 各家庭に届けられます [音楽] 水を取り入れる設備や 浄水場の処理工程 汲み上げた水を送る際などに大小様々な ポンプが活躍していますこれ らのポンプを動かしているのがモーター です [音楽] そして私たちの毎日の生活にも 至る所で様々なモーターが活躍しています 例えばビルに入るとあなたを目的地に導く エレベーターやエスカレーター自動ドア 建物全体を空調するエアコンそして通勤時 の電車
(02:15) 工場のベルトコンベアやクレーン 遊園地のジェットコースターこれら全ての 動力源はモーターです 家の中を見渡してみても洗濯機冷蔵庫など の家電製品や今あなたの目の前にある パソコンやスマホの中などモーターは 暮らしのありとあらゆる部分に使われてい ます まさにモーターは私たちの暮らしを支える 縁の下の力持ちなんですねそれではここで 問題です 私たちの生活やインフラを支えている モーターですが1年間にどれだけの数の モーターが生産されているのでしょうか 答えはなんと1年間で約65億個以上 小型モーター 産業用モーターの世界市場への出荷動向に よると1日あたり1700万個以上の モーターが生産されています さらに近年EV自動車の普及で需要が
(03:20) 高まる車載用モーターを超えるとその生産 数は100億個に迫る勢い ですまさにこの世界はモーターによって 動いているんですね [音楽] 電気ガス水道などのライフラインから ものづくりの現場まで 替えのきかない動力源として大きな役割を 担っているモーター [音楽] そして今モーターの省エネ化高効率化こそ が地球環境保全のための大切なキーワード になっています 電力を動力に変えるモーターは私たちの 日常生活に深く関わっています もしも明日地球上のモーターが全て止まっ てしまったら私たちは物を作ることも運ぶ こともできなくなるだけでなく普通に生活 することすら困難になるでしょう これだけ重要な役割を果たしている モーターですが今注目されているのはその
(04:24) エネルギー消費量です 現在世界中で稼働しているモーターは地球 全体で使われる電力の50% 程度を消費しています 中でも最も電力を消費しているのが製造業 やインフラで使用されている 産業用モーターです [音楽] モーターの効率を5% 改善することにより世界中の総発電量の 2%が節約できると言われています つまり現在世界中で稼働しているモーター の高効率化が進めば 将来のエネルギー機器にも大きく貢献 できるということなんですね 地球規模での省エネルギー化を推進する ためにも次世代を担うモーターのさらなる 進化が求められています [音楽] モーターはその用途や使用に応じて進化 発展してきました
(05:30) ではその種類を通電方式で分類して見てみ ましょう 直流通電するモーターにはDCモーター ブラシレスDCモーターがあります ブラシレスDCモーターは半導体スイッチ 素子の利用により回転するブラシを持た ないモーターのことを言います 交流通電するACモーターには大きく分け て同期モーター 誘導モーターがあります インバータなどと組み合わせて高い性能を 発揮する動機モーターでは近年様々な特徴 を持つリダクタンスモーターが注目を集め ています 一方 誘導モーターは 商用電源の自壊連による運転が可能でその 利便性から 幅広く利用されています [音楽] それではモーターはどのような原理で動い ているのかを見ていきましょう モーターには
(06:35) 鉄心にコイルを巻き電流を流すと磁石に なる電磁石が使われています 電磁石は電流が流れる方向を逆にすること でN極とS極を入れ替えることができます モーターはこの電磁石の引き合う力と反発 する力を利用して動きます 回転軸を取り付けた電磁石を真ん中に置き N極とS極の 永久磁石を左右にセットします この状態で電流を流すとS極とN極が 引き合い中心の電磁石は時計回りに動き ます 異なる局は引き付け合い同じ極同士は反発 するという 磁石の性質を利用して電気の流れを タイミングよく切り替えると中心にある ローター部分は回り続けます このような原理で動くモーターは1800 年代の誕生当初より小型軽量化高効率化 低層音
(07:40) 低振動化を進め 格段の進歩を止めてきました [音楽] また機械の速度を制御し正確で滑らか安定 した運転を可能にするインバーターや サーボアンプの開発により現在では 産業機械ロボット電気自動車などモーター は 幅広い分野へと活躍の場を広げています [音楽] では続いて名古屋製作所新城工場の主力 機種である三相誘導モーターの構造を見て いきましょう 皆さんはこの三相誘導モーターの三相が何 を表しているかご存知でしょうか 電気には家電など 比較的小さい電気機器に電力を供給する 単相交流電源と 産業用機器のような大容量の電力を供給 する三相交流電源があります
(08:46) 工場やインフラ設備の多くでは3つの位相 を用い 短い間隔で最大電圧を送り続け安定した 電力を得ることができる三相交流電源を 使用しています なるほど三相交流電源を使用するモーター だから 三相誘導モーターと呼ばれているわけなん ですねではその三相誘導モーターがどの ような原理で動くのかを見ていきましょう 三相誘導モーターの内部の構造です [音楽] 固定子には三相の位相を120度ずつ ずらして 0時を発生させる3つのコイルセットが 取り付けられています そしてシャフトに接続されているのが回転 子です 新城工場で制作されているモーターの多く は 鴨方回転子を採用しています [音楽] 鴨方回転子は
(09:51) 複数のバーで接続された2つの円がまるで ハムスターを飼育する際に使う エクササイズホイールのように回転する ことから 鴨方回転子と呼ばれています 鴨方回転子には多数の積層広範が取り付け られ 磁場を集中させる役割があります 固定子のコイルに三相交流を接続して電流 を流すと回転する磁界が発生します [音楽] この時間が回転子を横切ると回転子と作用 を及ぼし合い回転子が回り始めます [音楽] この時 固定子の磁界に対し 遅れながら回転子が回ることで回転運動が 持続されます これが三相誘導モーターの原理です [音楽] この三相誘導モーターはモーター誕生当時 から受け継がれてきたテクノロジーですが
(10:54) 様々な技術革新により飛躍的な進化を遂げ ています [音楽] その一つが高効率かつ 省エネルギー化を実現した三菱電機の スーパーラインプレミアムシリーズ sfprです [音楽] また三菱電機ではモーターの種類でご紹介 した最新の同期リラクタンスモーターに ついてもその特徴を生かした製品化を推進 しています 2020年には 独自の 鉄道車両推進システム同期リラクタンス モーターシステムを東京メトロ日比谷線 13000系車両に搭載し世界初の 走行試験を実施 [音楽] 高トルク中高速域での高効率特性を生かし 実環境での走行能力と優れた省エネ性を 確認しました [音楽] 新城工場ではリラクタンスモーターの新
(11:59) 製品として サステナブルモーターシリーズ rfsrメルサスモを開発 永久磁石レスによる 省資源メンテナンス性の向上製造時の電力 削減および公立クラス最高レベルの IE5達成の 省エネにより 持続可能な社会の実現に大きく貢献します 身近にありながらあまり知られていなかっ たモーターの世界いかがでしたでしょうか 私たちの暮らしを支えているモーターの 技術はこれからの未来を担う大切な技術で もあります 高 効率で 省エネルギー小型化 低温 低振動など最新鋭の技術を搭載した次世代 型のモーターが新しい世界を牽引する未来 はもうそこまで来ています 高効率 省エネルギーを実現する次世代のモーター
(13:03) をお届けするため三菱電機名古屋製作所 新城工場は最新鋭のメカトロニクス技術 システム技術を集結してモーターが描く高 品質高機能な新しい未来を創造するために 常に挑戦を続けています 伝統と最先端の技術を世界に向けて発信 する新城工場の取り組みは工場見学編でご 紹介しますどうぞご覧ください
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三菱電機FAサイト
https://www.mitsubishielectric.co.jp/fa/
三菱電機FAサイト 三相モータ
https://www.mitsubishielectric.co.jp/fa/products/drv/i_motor/index.html
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名古屋製作所 オンライン工場視察
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