モータの効率とは？

質問

質問です．
ﾓｰﾀｰの効率とはどういう計算に基づくものでしょうか？
80%とか90%と書いてありますが，どういうことかよくわかりません．

電気の投入エネルギーに対する機械エネルギーだろうというのはわかるのですが・・

三相200V,10Aで1000N,2m/secとなるﾘﾆｱﾓｰﾀの場合
電気エネルギー　2000W
機械エネルギー　2000W
となり効率100%となりますがそういう計算方法に何か間違いがあるように思われます．
お分かりの方いらっしゃればご指導ください．

回答No.4

noname#230359

リニアモータと指定がありますので、次のように考えます。
水平移動している移動速度Vが2(m/s)
水平移動させる力Fが1,000(N)
この時の動力Pout(W)は、Pout(W)＝F(N)×V(m/s)で計算できます。
Pout(W)＝1,000(N)×2(m/s)＝2,000(W)
になります。

この時の入力電力Pin(W)は
電源電圧が三相200(V)、入力電流が10(A)、この時の力率がcosθ(%）
としますと
Pin(W)＝√3×200(V)×10(A)×(cosθ(%)／100)
となります。

リニアモータの効率をηm(%)としますと
ηm(%)＝出力／入力×100(%)です。
また、
出力＝リニアモータの動力Pout(W)
入力＝入力電力Pin(W)
ですので、
ηm(%)＝Pout(W)／Pin(W)×100(%)
ηm(%)＝2,000(W)／(√3×200(V)×10(A)×(cosθ(%)／100))×100(%)
となります。

電圧、電流を測定したときの力率が不明ですので効率は算出できません。

仮に力率が85(%)としますと、
ηm(%)＝2,000(W)／(√3×200(V)×10(A)×(cosθ(%)／100))×100(%)
ηm(%)＝67.9(%)
になります。

以上の通り、入力部の力率を測定するか、電源側に電力計を挿入して
電力(W)を測定する必要があります。

なお、リニアモータの電源部(ドライブ)に半導体を使用した変換装置を
使用している場合は、測定器の原理により誤差が生じますので、良く
確認する必要があります。

回答No.3

noname#230359

機械出力と電気入力を測定して効率を求める実測効率と，無負荷試験，拘束試験などの結果から，動作状態での損失を算定して効率を求める規約効率という２通りの方法があります。

実測効率を求める場合，機械出力はトルク計と回転数計によって求めるか，効率が既知の発電機を負荷として発電電力を測定して求めます。（リニア型でない通常の回転モータの場合）　電気入力は電力計で測ります。

規約効率を求める場合，回転数・トルクを測る必要が原則としてありませんので，電力計（＋電圧計，電流計）の電気計器だけで測れるはずです。（なお，精度を上げるために，補助的な測定をすることもあると思います）

実用されている形式のモータのほとんどは，巻線抵抗がゼロ，鉄心の鉄損がゼロ，ベアリングや通風のための空気の摩擦力がゼロなど理想状態を仮定すると，効率は１００％になります。
ご質問のリニアモータは，このような仮定条件があって１００％の効率になっているのではありませんか。

http://www.ee.chubu.ac.jp/jugyo/jikken2/2007/05-IM~Hirotsuka.pdf
学生実験のテキストですね。ご参考になれば幸いです。

回答No.2

noname#230359

モーターの効率は以下の示すとおりです。
http://www1.vc-net.ne.jp/~miyaz/prominence/another/ddt/tsld004.htm
また、損失については以下にのってます。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E5%8B%95%E6%A9%9F
リニアでも損失はありますが少ないようです。

回答No.1

noname#230359

通常のＡＣモータは、以下の如く回転数を求めます。
Ｎ rpm（r/min）＝ 120×ｆ÷Ｐ
Ｎ；回転数、ｆ；電源周波数、Ｐ；モータの極数

通常は、４Ｐ（ポール）のモータをよく使用しますので、
ｆが、60Ｈzの場合；1800rpm、50Ｈzの場合；1500rpmが計算結果です。

が、モータに負荷が掛かると、（実際の使用状態では）
＊ 60Ｈzの場合；1750rpm　　→　1800rpmに対して97％強
＊ 50Ｈzの場合；1450rpm　　→　1500rpmに対して97％弱
で、計算します。

エネルギー的にも、負荷が掛かると、
＊ 電気エネルギーは、ＶＡ値で例えばモータに入ってきます、が、
＊ モータが（ロス）発熱して、回転エネルギーに100％なっていない
＊ 回転を調整する減速機があれば、機械的ロスが発生して、動力が伝達
一般的に
※ 減速機が無い場合；効率90％強
※ 減速機が有る場合；効率80％強 <減速機の効率が約90％として、>
となります。

が、モータの効率です。

リニアモータは、超伝導なので、基本的には発熱ロスは零？で計算。