インバーターで15Hzモーター常時運転はOK？

質問

現在、ベルトコンベア（400W、三相200V）に減速機およびインバーターを併用して使っていますが、このたび交換することになりました。交換するにあたり、設置の手間を軽減する目的で、減速機をなくし、コンベア速度の調整はインバーターのみで対応することにしました。コンベアは現在と同様の規格のものを設置予定です。
　しかし、所定の速度を出すためには、15Hz程度で運転しなければなりません（当方、九州在住）。15Hz常時運転は、インバーターまたはモーターへの負荷や、電力の大量消費など、マイナスの影響はないのでしょうか。また、インバーターはどの程度の規格のものを設置すればよいのでしょうか。年間100日、1日8時間程度の稼働です。
　簡単な原理も含め、お詳しい方ご教授願います。

回答No.2

fujiyama32 · ベストアンサー

コンベアの減速機を無くすことはできません。
減速機の役目は出力側の回転速度を減速比分遅くすること(例:1/10)
と同時に出力トルクを1/減速比分(例:10倍)増大しています。

このため、減速機を取り外しますと、コンベアの駆動軸を直接回転
させることになり、モータ軸に掛かるトルクは減速機付きで運転した
ときの10倍(例)のトルクとなり、このトルクが出せるモータを使用する
必要があります。

これにより現在使用している減速機の減速比を調べる必要があります。
現状の減速比はいくらなのでしょうか?

仮に1/4(＝15Hz/60Hzと考えた場合))の減速機を使用している場合で
あれば、2.2kW(400W×4倍＝1.6kW≒2.2kW)のモータを使用します。
また、適用するインバータの容量も 2.2kW用になります。

この組み合わせで運転しますと回転速度が高いので 15Hz(1/4)で
運転します。
現状のコンベアの軸動力(W)に対しモータの出力(W)が多少余裕が
ある場合と考えますと、15Hzで運転しても熱的な問題は無いと推定
します。
なお、インバータの電子サーマル(モータ保護)機能を正しく設定す
ると良いでしょう。

ただし、全体の効率としては低下しますので、減速機を使用して
基本的なコンベアの回転速度で駆動することをお勧めします。

コンベアの仕様が現状と変わらない場合で、回転速度の微調整が
必要な時は、400Wモータと400W用インバータが使用できます。
減速機を使用することを前提とします。
この他、モータの運転電流を測定して、定格電流等により現状の
負荷の大きさを調べる必要もあります。

実際にはインバータメーカに運転条件を詳しく説明して最適な容量
(組み合わせ)を選定してもらうと良いでしょう。

補足

丁寧なご回答、ありがとうございます。補足いたします。
　他にもいくつかコンベアがあり、それらはすべて400Wタイプで、長さもほぼ同じです。コンベア上に載っているものも同じものなので、負荷は同じと考えていいかと思います。
　減速機のギア比は1/150ですが、上記を踏まえると減速機の目的は回転速度の調整だと思います。
　当コンベアは、定量機用として使うので、スタートとストップがなるべくハッキリしている方が好ましいです。ただし、工業製品用ではないので厳密にパッとスタート・ストップしなくても大丈夫です。
　以上を踏まえて、今回は減速機を外すこととしました。ただし、かなりの低周波数帯での使用ですので、発熱等の心配があります。

回答No.5

lumiheart

>減速機のギア比は1/150です
憶測に過ぎませんが
1/150はギアードモータの減速比
１５Ｈｚはギアードモータ直結の場合の運転周波数
本件はギアードモータの２次側減速機（恐らく１／４減速）を撤去しようとしてる

と、言う条件で
尚且つ、現状の実負荷が無負荷運転に近いなら
１５Ｈｚで連続運転可能

先ず、現状の周波数と消費電流は何Ａなのか？

めんどくさがらずちゃんと動力計算しましょうね

コンベア動力計算
http://www.inverter.co.jp/app/APP/B-01/3_2.asp

↓上の式を自動計算してくれる
http://cyclo.shi.co.jp/apps/powerCalculation/chain_conveyer.htm

因みに、モータが過熱する恐れはあります
でも、過熱したら別途、電動冷却ファンを付けて冷やせばそれで済む話

問題はどれくらいの冷却ファンが必要なのか？
前提条件無しで冷却ファン容量を計算するのは困難
構わずそのまま運転してモータ温度と運転時間を実測
温度上昇速度を算出して冷却ファン容量が計算可能になります

回答No.4

ninoue

>減速機のギア比は1/150です

減速機を外してしまうとモーターの速度、従ってインバータの周波数はこの減速比の割合で減少させる必要がある筈です。

60Hz/150=0.4Hz

減速比1/10の場合でも6Hzのインバータです。
考えられている15Hzのインバータと全く話が合いませんが、何か間違っていませんか?

減速機を外してしまうと必要なトルクは150倍必要な筈です。
コンベア速度、コンベアプーリーの直径、回転数等を確認下さい。

400W*150=60KW相当のトルク、
実負荷は400Wの1/4としても15KW相当、起動時はそれ以上のトルクが必要?
インバータも現在の仕様の少なくとも数十倍の電流容量のものが必要になりそうです。

0.4Hzの回転磁界でのトルクが本当にどの程度発生するかも気になります。
また0.4Hz対応の回転数では自己ファンでの冷却は期待できないので、別途冷却ファンが必要になりそうです。

200V/60Hzに対応する磁界を発生させる筈の、1.33V/0.4Hz? の電圧で本当にローターに期待通りの磁界が発生し電流が流れトルクが発生し、ベルトコンベアが動くのかどうかについては確認する必要が有りそうです。

このような0.4Hz程度の低周波数で安定して連続使用されているモーターの例があるのでしょうか。

減速機は外せないようですし、現仕様のままの方が安全なようです。
以上のような点の再検討が必要ではないでしょうか。

補足

ご回答、ありがとうございます。補足いたします。
　「コンベアは現在と同様の規格のもの」と書きましたが、出力は同じ400Wということを指しており、現在は外付けモーター（400W-4極-60Hz、減速比1/150）で、検討コンベアは内蔵モーター（400W、モータープーリータイプ）です。
　当初、ギアードタイプを購入→自前でギア比を変更（＋インバーター：この場合なら60Hz付近で稼働できる）というプランで検討していたのですが、プーリータイプを直接インバーターで調整するだけでよいのでは、ということで今回の質問をさせていただいています。
　私の説明不足でご迷惑をおかけしました。大変申し訳ありませんでした。

回答No.3

foobar

モータの冷却方式にもよります。
汎用のモータに多い、ロータについているファンで冷却するタイプだと、回転数の低下とともに冷却能力が急激に落ちます。
これに対して発熱は駆動トルクで概略決まるので、定格トルクに近い運転をすると発熱量はそれほどは下がりません。このため、モータ内部の温度上昇が大きくなってしまいます。
50Hzや60Hzのモータを15Hz付近で連続して高トルクで運転する時には、それに対応したモータを用意するか、十分に余裕のあるモータを用意する必要があるでしょう。

回答No.1

fjnobu

15Hzで連続運転すると、電圧をフルにかけると過熱します。
電圧可変型又はチョッパ方式で、出力可変型にしないと無理です。
起動時は電力を必要とするので、８００W型以上の物は必要でしょう。