モーターの速度は容易に確認できますが、産業機械がスムーズに始動・運転できるかどうかは、トルクが決定的な要因となることがよくあります。トルクとは、モーター軸にかかる回転力のことです。低速であっても、機械は摩擦、重力、材料の重量、プロセス抵抗、または慣性を克服するためにトルクを必要とする場合があります。低速で有用なトルクを維持できるドライブは、多くの用途で重要です。

この要件は、単純なファンやポンプの負荷とは異なります。遠心ファンやポンプは、通常、速度が低下するとトルクが少なくなります。コンベア、ミキサー、押出機、巻取機、破砕機、ホイストなどは、定トルク負荷となる場合があります。モーターが十分なトルクを発生できない場合、機械が停止したり、加速が遅くなったり、プロセスの安定性が失われたり、ドライブが過負荷になったりする可能性があります。

基本的な速度制御では不十分な理由?

基本的なボルト/ヘルツ制御は、出力電圧と周波数を同時に変更します。可変トルク負荷には有効ですが、低速では限界がある場合があります。低出力周波数では、モーター固定子の電圧降下がより顕著になります。磁束が適切に維持されない場合、モーターはトルクが減少し、熱が増加する可能性があります。

トルクブースト設定は始動性能を向上させることができますが、注意して使用する必要があります。少なすぎるとモーターが弱くなり、多すぎると電流と温度が増加する可能性があります。要求の厳しい負荷には、ベクトル制御がより良いアプローチとなることがよくあります。これはモーター電流を調整し、磁束に関連する電流とトルクに関連する電流を分離します。これにより、ドライブは負荷の変化に正確に応答できます。

センサレスベクトル制御は、エンコーダーなしで多くの用途で良好な低速トルクと速度レギュレーションを提供できます。クローズドループベクトル制御はエンコーダーフィードバックを使用し、機械が正確な速度、ゼロ速度付近での強力なトルク、位置決め、または制御された応答を必要とする場合に選択される場合があります。適切な選択は、モータータイプ、負荷、および要件によって異なります。

低速トルクが重要な場合?

負荷がかかったコンベアは、徐々に始動しながらも、全負荷を移動するのに十分なトルクを発生させる必要がある場合があります。ミキサーや押出機は、材料が厚くなったり、プロセスが静止状態から始まったりすると、高い抵抗を経験する可能性があります。巻取・解巻装置では、ロール径が変化しても安定したトルクが材料張力を維持するのに役立ちます。

ホイストやリフティング機器には特別な注意が必要です。ドライブは、機械ブレーキや制御システムと連携して、負荷が安全に保持され移動されるようにする必要があります。VFDは、唯一の安全装置として扱われるべきではありません。モーター、ブレーキシステム、リミット保護、および制御シーケンスは、1つのシステムとして設計する必要があります。

信頼性の高い低速トルクは、よりスムーズな加速をサポートし、機械的衝撃を軽減し、ストールを防ぎ、プロセスの整合性を向上させることができます。

モーターの冷却とドライブのサイジング

低速運転は熱的な課題を生み出します。多くの標準モーターは、シャフトに取り付けられた冷却ファンを使用しています。モーターが遅くなると、ファンも遅くなります。低速で長期間高トルクを発生するモーターは、熱を発生する速度よりも除去する速度が遅くなる可能性があります。これには、インバーターデューティモーター、独立して電源供給される冷却ファン、より低い連続トルクリミット、または異なる機械設計が必要になる場合があります。

ドライブの選択は、定格電力だけでなく、電流と過負荷の要求に基づいて行う必要があります。エンジニアは、定格電流、始動トルク、デューティサイクル、加速時間、慣性、ギア比、周囲温度、高度、およびエンクロージャー条件を確認する必要があります。キロワットのみでサイジングされたドライブは、機械が頻繁な重い始動や低速での長時間のトルクを必要とする場合、不適切になる可能性があります。

コミッショニングと保護

正しいモーターデータが不可欠です。定格電圧、電流、周波数、速度、電力、接続方法、制御モードは正確に入力する必要があります。モーター識別または自動チューニングは、アプリケーションで許可されている場合、ドライブがより良い制御モデルを構築するのに役立ちます。コミッショニング中に、ユーザーは実際の負荷でテストし、電流、温度、振動、ランプ性能、およびアラームを確認する必要があります。

トルクリミットは機械的な過負荷を防ぐのに役立ち、加速および減速設定は機械へのストレスを軽減できます。垂直負荷または高慣性負荷は、減速中にドライブにエネルギーを返す可能性があるため、完全なデューティ運転の前にブレーキ要件を評価する必要があります。

低速トルク性能が必要な産業プロジェクトでは、PMSMおよび誘導モーターアプリケーション向けにVEIKONG VFD530を評価できます。その構成は、モータータイプ、負荷プロファイル、電流要件、速度範囲、およびフィードバックニーズに応じて選択する必要があります。最終的な選択では、機械システムと現場条件も考慮する必要があります。

低速高トルク性能は、データシート上の単一の数値ではありません。これは、モーター、ドライブ制御モード、冷却方法、過負荷容量、ギアリング、およびコミッショニングプロセスを実際の機械に適合させることによって実現されます。これらの要素が一緒に選択されると、VFDは、作業が最も困難な速度で、より信頼性の高いモーションとより良いプロセス制御を提供できます。

関連語:

低速高トルクVFD

ベクトル制御ドライブ

Industrial motor torque control