モータの効率の考え方と計算、そして熱による損失とモータの耐熱クラスについて解説しています。電力と動力の違いとは? Explains the concept and calculation of motor efficiency, heat loss and heat resistance class of motors.
【書き起こし】機械設計技術 モータの効率の考え方と計算
(00:14) 今日は中村ですいつもご視聴ありがとうございます このチャンネルでは inventor 3 d cad の使い方や機械設計につい てお話ししています今日はモーターの効率について解説していきます今日お話しする 内容は次の4つです 入力と出力損失は熱 入力電力ワットとモーター出力ワット 温度上昇の許容値カッコ耐熱クラスと今日はこの4つについて inventor のアニメーションを使って解説していきたいとおもいます それではまずモーターの構成部品から解説していきたいとおもいます このモーターが ac のインダクションモーターだとします モーターの構成要素はモーター係数 固定し回転し ベアリング基本的にこの4つで構成されています 大天守がベアリングを2つで支えられてモーターに電流が印加されますこれは固定し2 連流が印加されて位相がずれた
(01:21) 電流が回転磁界を発生させて回転しを開店 させるとそういう構造になっています それでは次は入力と出力のお話をしていきます モーターが電圧によって炎龍が印加されますこれが入力ワットですね 入力ワットの計算式は電流かける電圧 これがワットになりますその入力され たワットが出力されてモーターの出力ワットということになるわけですが 電気の力によって入力されたワットがそのままモーターの出力に100%ワットで出る わけではありません モーターを回転させる回転磁界を発生 させる過程において熱によって損失を発生します ですから入力で100入力されても出力が70 というようなことになるわけですね入力が100ワットであっても出力が70 w と いうようなことが起こります
(02:28) これは熱によってさ ん十はと奪われたということですね この場合はこのモーターの効率は70%という計算になります それでは具体的な数字で計算をしていきたいと思いますこのモーターに印加される電流 が2アンペア その時の電圧が100 v だったとすると 入力の電力はにゃんペアかける100 v で200ワットです その時のモーターの回転数 とトルクを測定して出力のワットを計算していきます モーターの回転数を測定して1800回転 その時の登録を測定して0.9乳頭メーターだったとします この時の出力ワットは60分の兄パイ かける n かける t で計算できます普通力はと p =60分の兄パイ nt =60分の兄 パイ
(03:31) かける1800かける0.9ですね これを計算しますと170ワットになります よってこのモーターの高 法律は170/200 かける100で85%というふうに計算することができます 入力した電力200ワットが170ワットになって出力されたということですね その過程で約30ワットが 熱によって消費されたとこういう 考え方が出来ますこれがモーターの効率という考え方です ちなみにモーターの回転数と回転トルクを測定する測定器はトルクトランスジューサー という機器を使用します これは以前に動画で紹介しておりますので 右上にカードが出てきますので よろしければ後でご覧になってください それでは最後にモーターの耐熱クラスについてお話ししていきたいとおもいます 先ほどの話のようにモーターに印加された電力は210%は熱によって放出されていき
(04:43) ますへモーターというのは負荷をどんどんかけていくとそれだけドンドンドンドンデン リ いうが上がっていってモーターを回すを回そうという働きがありますで電流が高くなれ ばなるほどそれに伴って熱が発生するんですね じゃあ熱がどこまで上がっても大丈夫なのかと モーターが耐えることができるかというお話がこのモーターの耐熱クラスという話です こちらがオリエンタルモーターのホームページなんですけども ac モーターの基礎ということでモーターの基礎を解説してくれているページです でこちらを見ていきますと ac モーターの温度上昇と耐熱クラスという説明があり ます こちらが ac モーターの温度上昇とた 平熱クラスを説明したずになりますね 先ほど私が説明した電力が入力されて熱である程度放出されて その残りが動力として出ていきます この緑の下の矢印のように入力の電力が何割かは損失であと残りの何割かが出力とこう いうことになりますね
(05:53) ac モーターは入力した電型エネルギーを回転という動力に変換し出力する エネルギー変換装置です電気エネルギーは動力として100%変換されるわけではなく 一部のエネルギーは損失カッコ 熱となりますとこういうふうに書かれていますね下の方にモーターの温度上昇は運転 時間の制限やモーターの寿命に影響し ますとこう書いてありますねはいこの熱の話から モーターの耐熱クラスと小村という話が出てくるんですけども モーターにはそれぞれ耐えれる熱の温度が決まっていますでこの表の上の欄に耐熱 クラスというのがあるんですけども これが左が一番耐熱許容が小さい 一番右のほうが耐熱今日が大きいというモーターになりますね この緑で着色されている卵いい首都 b 種というのがだいたいこの辺りが一般的に 多い耐熱クラスになりますデータ固定しの巻線の許容温度というのが決まっていてこれ が120度がいい種を103
(06:59) ジュードが b 種とこういうふうにクラス分けされています温度が上がっていくと どうなるかというとこの耐熱クラスの休養地を超えて運転をし続けると 巻線の皮膜が溶けてショートするという現象が起きます これを焼損というんですねモーターを過負荷で 使っているとだんだんとこう匂いがしてきてですねちょっと危ないなという匂いがして きます これは耐熱クラスの温度にだんだん近づいてきて危ないですよというサインなんです けどもね この温度が上がった状態で使い続けるのを防止するにはどうしたらいいかというと モーターのケースの温度を測るんで ねえでおおよそこの下の表に書いてますけど k エースの表面温度と巻線の温度っていうのはだいたい30度ぐらいの差があるんですね ですからモーターの表面をん道を測定しておいて 例えばモーターが b 種だったら モーターの表面温度が100度になったらもう危ないと そういう判断ができるわけですねですから
(08:03) ウォーターの表面温度を計りながら運転をするというのはモーターの小村防止に つながるとそういうふうに考えることができます それでは今日の動画は以上となります今日もご視聴ありがとうございました また次の動画でお会いしましょう
・オリエンタルモーター ACモーターの温度上昇
https://www.orientalmotor.co.jp/tech/webseminar/ac_kiso_3_1/
・パーツ作成編再生リスト
・アセンブリ作成編再生リスト
・機械要素再生リスト
・この動画は現役の機械設計エンジニアが作成しています
・講師は３Ｄ ＣＡＤ歴２６年、機械設計技術者１級を取得しています
・色覚弱者の方にも無理なく見ていただけるように、配色に配慮しております
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