Products

Application Catalog
アプリケーションカタログ

103 - 永久磁石同期モータの効率計算

Module: DP

拡大図

概要

PMモータは磁石により磁界を得ることが出来るため、誘導モータやブラシモータに比べ、運転域の広い範囲で高効率を実現することが可能です。ここでの効率とは、エネルギー変換器として考えた際の電気エネルギーを運動エネルギーに変換する効率のことです。電力を有効利用できているかを示す力率や、入力に対する出力の割合を示す効率が主な指標になります。モータの特性は形状や制御によって大きく異なるため、効率を向上させるためには、いくつものパラメータを考慮した検討を行う必要があります。
モータ特性を事前に精度よく検討するためには磁気回路法等の手法では難しいので有限要素法を用いた電磁界解析で検討する必要があります。
ここでは、正弦波電流駆動において回転数1,800(rpm)、電流振幅4.0(A)時の電流位相ごとの効率を求めます。

電圧波形/電流波形

拡大図	U相の電圧波形および電流波形を図1に示します。図より、相電圧と相電流の位相がずれていることがわかります。この位相差θを力率角といい、θ＝7.74(deg)が得られます。なお、力率はcosθで表されるため、このモータの力率は0.99となります。

有効電力波形/電力ベクトル図

U相の有効電力波形を図2、電力のベクトル図を図3に示します。図2より、U相の平均有効電力が10.68 (W)であることがわかります。三相分の平均有効電力と力率より、このモータの皮相電力、無効電力を求めることができ、図3のようなベクトル図を描くことができます。
拡大図	拡大図

出力特性

トルク波形を図4、出力特性値を表1に示します。図4より、平均トルク0.15(Nm)が得られます。得られたトルクと回転速度よりモータの機械的出力を算出すると、27.95(W)になります。有効電力、機械的出力および鉄損値よりこのモータの効率を算出すると82.41(%)となります。なお、コイルで消費される銅損は3.97(W)となっています。

拡大図

Updated: 2012-03-01

アプリケーションカタログ

アプリケーションカタログ

動画で操作方法を見る

Products

Application Catalog アプリケーションカタログ

Application Catalog
アプリケーションカタログ