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オリエンタルモーターACスピードコントロールモーターの原理と構造

ACスピコンの原理と構造

ACモーターの後部に、レートジェネレータ(速度検出用センサ)を取り付けたモーターです。
ACモーターの回転速度は周波数によって決まることから、一般的には減速機を付けて回転速度を決定して使用します。
しかし、東日本・西日本では周波数が異なるため、関東で制作した装置を関西で使用すると回転速度が変化してしまいます。
これを解消するため、ACモーターの後ろにセンサーを付けて、簡易のスピードコントローラと組み合わせることで、手元で速度が調整できる商品です。

ACスピードコントロールモーターの構造

制御方法 基本ブロック図と制御方法の概要は以下となります。 ACスピードコントロールモーターは、クローズドループの速度制御方式となります。
① 速度設定器から速度設定電圧を与えます。
② レートジェネレータがモーターの回転速度を検出して、速度信号電圧の差を出力します。
③ 速度設定電圧と速度信号電圧の差を出力します。
④ 設定した電圧になるよう、比較増幅部からの出力に応じた電圧をモーターに与えます。

制御方法


ACスピードコントロールモーターは、一般的に下図のような回転速度―トルク特性となります。

インバータ インバータでは、一般的に下図のような回転速度―トルク特性となります。 インバータは、モーターに印加する電圧の周波数を変えることで回転速度を変えるため、インダクションモーターの特性と同様に、負荷トルクにより回転速度も変化します。

速度制御モーターは、負荷と回転速度に応じて入力が変わります。 負荷が大きいほど、また回転速度が低いほど温度上昇は高くなります。 ACスピードコントロールモーターおよびインバータの回転速度―トルク特性のグラフには、「使用限界線」が記入されており、この線の下側を連続運転領域といいます。 「使用限界線」はモーターの許容最高温度を超えずに連続(レバーシブルモーターの場合は30分)で運転できる限界で、モーターの温度から決められます。 実際の負荷と回転速度で使えるかどうかは、モーターケースの温度を測定し判断します。一般的にモーターのケース温度が90℃以下であれば、巻線部の絶縁階級からみて連続運転が可能です。ただ、モーター温度が低いほどモーター寿命は長くなりますのでできるだけモーター温度が低くなる条件でのご使用をおすすめします。 ギヤヘッド使用の場合、「ギヤヘッド接続時の許容トルク」以下のトルクでお使いください。ギヤヘッドを使用して、このトルクを超えて運転すると寿命が短くなったり、破損することがあります。

ACスピードコントロールモーターの可変速度範囲で最低回転速度と最高回転速度の比を速度比とした場合、負荷率(起動トルクに対する負荷トルクの比)が小さい範囲では、速度比が1:15と大きくなり(下図の負荷率40%の場合)、広い範囲で運転することができます。 反対に負荷率が大きい場合には速度比が小さくなります。

負荷率と速度比
ここで、負荷率と速度比の関係を見てみましょう。実際に使用するときにはギヤヘッドと組み合わせて使用する場合が多いので、ここでもその例で説明します。 図から読み取ったMSDシリーズの負荷率40%のときと負荷率50%のときの連続運転領域と速度比を下表に示します。 負荷率が40%では速度比を大きくとることができますが、50%では速度比は小さくなります。このように一般にACスピードコントロールモーターでは広範囲な運転はできなくなります。広範囲な運転をしたい場合には起動トルクの大きいモーター(取付寸法が1ランク大きいモーター)をお選びください。 ブラシレスモーターの場合にはこのようなことはなく、点線のように広範囲な運転が可能です。

減速比の大きいギヤヘッドを使用するときの速度比 起動トルクもギヤヘッドの最大許容トルクで制限されますから、減速比の大きいギヤヘッドを使用する場合の負荷率は、ギヤヘッドの最大許容トルクに対する負荷トルクとなります。 前の例では減速比5のギヤヘッドを使用していましたが、ここでは減速比100のギヤヘッドを組み付けた場合の速度比を確認します。

このように、減速比の大きなギヤヘッドと組み合わせて使う場合は、負荷率をあまり考えなくても速度比の大きな運転ができます。

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