ACモーターについての概要、用途、原理などをご説明します。また、ACモーターのメーカー24社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。ACモーター関連企業の2023年1月注目ランキングは1位:株式会社椿本チエイン、2位:株式会社一宮電機、3位:日本電産株式会社となっています。
ACモーターとは、交流電源で駆動する電動機のことです。
ACとはalternating currentの略で、時間とともにプラスとマイナスが入れ替わる周波数を持つ電流のことを指します。このような電流を出力する電源を交流電源 (AC電源) といいます。
ACモーターは、大きくステーターとローターで構成されています。
直流電源で駆動する電動機を直流モーター、またはDCモーター (英: direct current motor) といいます。
ACモーターはポンプなどの機器や、工場内の搬送用のコンベアやローラー、ファンなどを回転させるために用いられています。回転させたい設備とローターの出力軸をカップリングと呼ばれる機器などでつなぎ合わせ使用します。
ACモーターは、直流電源にて駆動するDCモーターに比べブラシと呼ばれる消耗部がないといった点でメンテナンス性に優れ、幅広く使用されています。
元々は速度制御で運転するにはDCモーターの方が扱いやすいとされていましたが、ACモーターでも速度制御が一般的にできるようになったため、より一層使用用途が高まっています。
図1. 回転磁界の発生原理
ACモーターは120度ずつ位相のずれた3相交流電源を固定子のコイルに与え、コイルに流れる電流により電磁鋼板が電磁石となり、電動機内に磁界を形成します (右ねじの法則により電磁石の極性が決まります) 。
交流電源は時間とともに位相がずれるため、時間に応じて磁界の向きが回転します。
図1に回転磁界の発生原理を示します。3相交流電源のU相、V相、W相の位相が変わるにつれ、ステーターの磁界の向きが変わる (図1では、回転磁界は反時計回りに回転する) ことがわかります。
磁界が回転することで回転子へ渦電流が生じ、渦電流と磁界により回転力が生じ、回転子が回転します。回転力は、フレミングの左手の法則により方向が決まります。
この回転原理はアラゴの円盤の原理と同じものです。
また、固定子の数を極数 (ポール数) といい2ポールや4ポールなどと表します。回転磁界Nsの速度はこのポール数pと電源の周波数fとで定まりNs=120f/pで求めることができます。
回転子の速度Nは後述するACモーターの種類によっても異なりますが、誘導モーターは回転磁界よりも少し遅い速度で回ります。回転磁界と回転子の速度差を「すべり」と呼ぶパラメーターsを使って、N=120f(1-s)/pで表します。
図2. ACモーターの種類
AC モーターは、主に図2のように分類されています。
大きく同期モーター、誘導モーターに分かれますが、AC電源の種類によって分類することもできます。
また、直流電源からACモーターを駆動することもできます。この場合、直流を三相交流に変換するインバーターを合わせて利用します。
同期モーターは、回転磁界とローターとの回転速度にすべりが生じない (同期する) モーターのことで、モーターの極数 (ポール数) と電源の周波数によって回転速度が決まります。
同期モーターは、ローターの構造によって様々な種類に分かれていますが、ここでは比較的よく使われる永久磁石型について説明します。
永久磁石型の同期モーターは、ローターコアに磁石を配置し、磁石の磁界が電源の回転磁界と同期することで回転します。
磁石をローターコア表面に固定したものを表面磁石型 (Surface Permanent Magnet, SPM) 、ローターコア内部に埋め込んだものを埋め込み磁石型 (Interior Permanent Magnet, IPM) と呼びます。
図3. 誘導モーターのローター構造
誘導モーターは、インダクションモーターとも、非同期モーターとも呼ばれています。
誘導モーターはローターの回転速度が同期速度よりも若干遅い (電源の回転数とローターの回転数が非同期である) という特徴があります。
図3に誘導モーターのローター構造を示しました。誘導モーターは、図のようにアルミなどの導体をかご型に構成するのが一般的です。
交流電源からの回転磁界によって、電磁誘導の原理からかご型の導体に誘導電流が発生し、フレミングの法則から電流と磁界の作用で力が発生します。この力によって、ACモーターは回転し、出力軸につながる機械を動かすことができます。
参考文献
https://www.orientalmotor.co.jp/tech/reference/ac_motor01/
https://www.nidec.com/jp/technology/motor/basic/00006/
https://www.orientalmotor.co.jp/tech/webseminar/ac_kiso_1_6/
https://www.nidec.com/jp/technology/motor/basic/00026/
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ACモーターのカタログ一覧はこちら企業
株式会社日立産機システム 株式会社中島電機製作所 オリエンタルモーター株式会社 オリムベクスタ株式会社*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
企業の並び替え
2023年1月の注目ランキングベスト10
注目ランキング導出方法順位 | 会社名 | クリックシェア |
---|---|---|
1 | 株式会社椿本チエイン | 10.7% |
2 | 株式会社一宮電機 | 8.9% |
3 | 日本電産株式会社 | 8.9% |
4 | 富士電機テクニカ株式会社 | 7.4% |
5 | 株式会社日立産機システム | 6.3% |
6 | 株式会社東邦製作所 | 5.9% |
7 | 株式会社ニッセイ | 5.2% |
8 | 日本電産サーボ株式会社 | 4.4% |
9 | 株式会社エスコ | 4.1% |
10 | パナソニックソリューションテクノロジー株式会社 | 4.1% |
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1.起動トルクが大きい 回転子導体に特殊合金を採用することにより、250%の起動トルクを発揮致します。 2.高頻度の断続使用に強い 毎時120回の起動...
2022年3月3日
オリムベクスタは[オリエンタルモーター]発の技術商社です。生産ラインの自動化をシステムでご提案いたします。オリムベクスタは、オリエンタルモーターの1...
2022年10月26日
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企業
株式会社日立産機システム 株式会社中島電機製作所 オリエンタルモーター株式会社 オリムベクスタ株式会社株式会社椿本チエインのギヤモートル TRシリーズは、ヘリカルギア減速機とACモーターとを連結したもので、最新の海外の高効率規制にも適応しています。
出力0.75~2.2 kWの3相モーターが直結された3つのシリーズがあり、減速比は1/5~1/200です。低騒音の設計をし加工技術も向上させたので、低騒音・長寿命化を達成しています。
日本をはじめ、中国・韓国・欧州・米国の高効率規制に対応しています。
薄型ギアタイプ同期モーターは、株式会社エスコのACモーターシリーズの一つで、薄型のギアユニットを組み込んだACモーターです。
同期モーターは、負荷が掛かっても一定の速度で回転するモーターで、ロータに永久磁石を使用しており、損失が小さく高効率の定速度特性を持っています。家庭用の洗濯機や工作機械などに使われています。
薄型ギアタイプは、100 V、8極モーターにギアを組み合わせて、出力軸回転数を10.2/12.2 rev/min(50/60 Hz)にしており、各種用途に対応しています。
インダクションモーター 6W・3W・2W 61 mm □は、日本電産サーボ株式会社のAC小形標準モーターの中で、一番小さいシリーズです。
出力2~6 W、取付寸法61 mm角、電源電圧は単相100・200 Vがラインアップされ、一方向で長時間連続運転に適した一般動力用のモーターです。
定格トルクは17~36 mN・m(60 Hz)、定格回転速度は1400~1600 rev/minです。
用途は、分析機器、ゲーム機、自販機、券売機など多彩です。
オリエンタルモーターの三相ACモーターは、基本設計を見直すことによって画期的な高効率にしたことを特徴とする出力30~200 Wのインダクションモーターです。
KⅡSシリーズの三相モーターは、最大効率が80%以上でIE4の200 W基準値を満足しています。効率化により従来の90 Wサイズで100 Wモーターを実現しています。
汎用インバータを使用した速度制御に適し、高速まで特性が良好です。省エネルギが実現できます。
価格は高効率でありながら従来より低価格となっています。
KollmorgenのST / SNシリーズAC同期モーターは、3つのNEMAサイズ 60,90,110 mmがシリーズ化されている高性能のACモーターです。
電源はAC120 V であり、60 Hzの場合の72 rev/minの定回転速度となります。負荷が変化しても一定の回転速度が得られます。
高速始動、停止、逆転が自由にでき、過熱することなく連続運転が可能です。
定格トルクは、~131,~636,~1059 N・cmの3シリーズです。
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