モータの効率について

質問

モータに関しての初心者です．モータの効率の式は

出力/入力×100

ということはわかったのですが，入力は定格電圧×定格電流でいいのでしょうか？

あと，モータの大きさによって効率の良し悪しはあるのでしょうか？

回答ありがとうございました．質問を追記させていただきます．
出力については理解できました．

現在，モータの効率に関する研究を行っており，さまざまな会社の製品の情報を集めています．研究の対象はDCサーボモータです．
答えていただいた方は交流モータについて回答をいただいたのですが，DCサーボモータの場合も同じ計算でよいのでしょうか？
まだ物自体を作成しているわけではないため，計測をすることは不可能です（式の形で知りたいです）．

何度も申し訳ありませんが回答をよろしくお願いします．

（力率についても調べてみたのですが，交流電源を考慮する際に必要な値と記述してあったので疑問に思いました．）

また，交流と直流では同じ動作をするために効率が良いのはどちらでしょうか？
モータの構造にを依存するとは思いますが，一般論があるなら回答をお願いします．

回答No.5

noname#230359

モーター初心者とありますがまさか電気素人じゃないですよね。こういった分野の研究をするなら最低限度の電気測定器とダイナモメーターなどの測定機器が必要です。
定性的な式の上での解釈は教科書に出てますけどそれ以上でもそれ以下でもない結論しかでません。
モーターは電気の歴史上半導体分野に匹敵するほど技術革新の著しい分野です。
教科書はほとんど参考になりません。
サーボモーターもＤＣからＡＣサーボへの置き換えが進み回路もこなれＩＣ化も日進月歩ですから効率も日に日に向上してますし交流からサーボ回路への直流変換、および力率改善補償技術も発達してますしこれら全体のＩＣ化も進み毎週のように技術専門誌を賑わせています。

回答No.4

noname#230359

基本的に交流、直流だから効率に優劣がつく事はありません。
エジソンとテスラの論争にまで遡ってしまいます。
モーターとしての効率の優劣はそれぞれの形式、回転特性の違い技術的優劣、完成度によって違ってくるものです。
一般論としての交流誘導電動機の優位は生涯費用の点、流通性など経済性の問題が大きいと思います。
ちなみに、
”出力/入力×100”の式の出力は実際の回転域における機械的動力測定によって得られるＨＰ又はＫＷで銘盤の定格出力では無いのは承知ですよね。

回答No.3

noname#230359

→回答（２）
1750rpm/1800rpm×100％＝97％、1450rpm/1500rpm×100％＝96％

その計算、素人にはモーター負荷次第で変わる?すべり率?としか思えないが？

分類は、wikiで申訳ない
ACサーボモーター
　　　同期電動機（ブラシレスDCモーター、SM型）
　　　誘導電動機（IM型）
DCサーボモーター
　　　ブラシ付DCモーター

効率の裏返しは損失。銅損、鉄損、機械損と分類
冒頭の効率分は力に変換。100％からの差分＝損失はこのどれか、そしてほぼ全てが熱になる。
回転子／固定子どちらかが永久磁石であるブラシ付ＤＣモータおよび、ブラシレスＤＣモータはそこでの銅損は無い。
しかし此処の鉄損は生じているから完全に有利というわけではない。
ヤヤコシイ分類だが、それからいっても、単純に言い切れないように思うが
　　安川の資料
　　http://motor-inverter.meidensha.co.jp/technology/information/pdf/HG-003_-0911.pdf
　　2/3の『損失がＩＭの約70％』はプレゼンテクだナ ～～

＞力率
モーターで消費せず（力にも熱にもならず）戻る電力の割合。サーボモータは電源回路複雑で単純に電力線まで戻るとは限らず、内部で熱として損失する分も大きい。言ってしまえば回路の出来次第

回答No.2

noname#230359

直接の回答ではありませんが、以下に解り易い一般論を記述します。

皆さんも、ＡＣモータを使用する時に、スピード計算する場合、
＊ 60Hzの場合は計算上1800rpmだけど、1750rpmで計算する
＊ 50Hzの場合は計算上1500rpmだけど、1450rpmで計算する
内容を聞いた事があるでしょう。

これが、簡易的なモータ効率です。
1750rpm/1800rpm×100％＝97％、1450rpm/1500rpm×100％＝96％
本来はトルクも落ちるので、ユニットでは93～95％です。

話しがややこしくなってきたようです。（…さんは、いつもややこしくする）

さて、安川さん等のモータ選定用ソフトには、効率を90％とか95％とかで使用します。

前述の回答内容と、選定用ソフト説明の質問からです。

この内容も、間接的にモータ効率です。

（入力は定格電圧×定格電流でいいのでしょうか？は、モータ自体の発熱や軸受けの
発熱がロスになるので、正確にはＮＧですが、簡易的なモータの負荷率を確認する
時には、使用します。理由は、モータ効率が100％に近い値なので近似値計算で。）

回答No.1

noname#230359

入力は、定格電圧×定格電流ではありません。

入力とは、入力電力のことであり、交流駆動のモータの場合。概念としては、
電圧×電流×力率で表すことができます。
また、出力とは機械的出力で、概念としては、トルク×角回転数で表します。

定格状態（標準として決めた動作状態）の効率であれば、
定格出力（W)／（定格電圧（V)×定格電流(A)×力率）×100%で求めること
ができます。

なお、３相モータの場合は、入力電力の計算は、以下のような関係です。
　　入力電力（W) ＝ √３×線間電圧(V)×線電流(A)×力率

実務上、入力電力は、電力計を接続して測定することが一般的です。
この場合は、電圧、電流、力率を分離して測定することもできますが、
一発で「電力」を読みとることが可能です。

もう一つ気をつけておきたいのが「定格」という用語です。定格とは、JIS
などの標準で決まっていたり、製造業者が製品の特性の代表値として宣言す
る値であり、実際の特性とはズレがある場合もあります。

上記の説明だけでは、ご不明な点もあろうかと思います。ご遠慮なく追加
質問して下さい。その際は、ご質問者さんが、どのようなことを想定して
疑問を感じたのか、疑問に思った背景を説明頂ければ、より適切な回答が
得られると思います。

もう一つのお問い合わせについて、
一般論として、大容量のモータの方が効率が高い傾向があります。