蕗ちゃんの道草日記

ポンプ・送風機

○モータの用途
誘導モータの3大用途は、ポンプ、送風機、圧縮機です。その他、ベルトコンベア、巻き上げ、クレーン、工作機、印刷機などあらゆる分野の機械駆動に用いられています。

○ポンプ
ポンプは、紀元前かららせん状のみぞを回転させることで水のくみ上げ（揚水）をするアルキメデスのスクリューが知られているように、水などの液体を重力に逆らって移動させる機械です。
ポンプには、羽根車などを回転させることで液体を移動させるターボポンプと、容積を周期的に変化させて液体を移動させる容積型ポンプがあります。生物の心臓は容積型ポンプです。


○ポンプ用の誘導モータ
選定する誘導モータの所要動力[kW]は、ポンプ軸の動力です。ポンプ軸の動力は、液体の比重、ポンプの吐出量[m3/min]、ポンプで持ち上げる長さ[m]に比例して大きくなり、ポンプ効率に反比例して小さくなります。

○送風機（ファン・ブロワ）
送風機は、空気を搬送する装置で、圧力の小さい順に、ファン、ブロワ、圧縮機といいます。送風機も、ターボ型と容積型とがあります。

○送風機用の誘導モータ
選定する誘導モータの所要動力[kW]は、送風機の軸（ファン軸）の動力です。ファン軸の動力は、風量[m3/min]と風圧[Pa]に比例して大きくなり、ファン効率に反比例して小さくなります。

コンプレッサ
○圧縮機（コンプレッサ）
送風機のうち、気体にかける圧力が100[kPa]以上のものを圧縮機（コンプレッサ）といいます。羽根車などを回転させるターボ圧縮機と、ピストン運動により気体を圧縮する往復型と、偏心ロータが回転する回転型とがあります。

○コンプレッサ用の誘導モータの所要動力
コンプレッサ用誘導モータの所要動力[kW]は、吐出空気量[m3/min]と吐出絶対圧力[Pa]とに比例して大きくなり、コンプレッサ効率に反比例して小さくなります。

○ターボ型・回転型のコンプレッサ用の誘導モータ
ターボ型コンプレッサは、低圧大風量です。このため、誘導モータは、直結式で高速回転できるタイプが向いています。
回転型向けの誘導モータは、偏心ロータの高速回転が必要となるため、直結式で高速回転できるタイプの誘導モータが向いています。

○往復型コンプレッサ用の誘導モータ
往復型コンプレッサは工業用として使用例が多いです。この往復型は、低速回転で、ピストンなどの往復運動に応じてトルク・電流が脈動します。誘導モータの選定や制御では、慣性モーメントを大きくして脈動をおさえるなどの配慮が必要です。機械的にも、軸のねじり振動の強度や、脈動による共振・騒音なども検討課題となります。


コンベア
○搬送機器
搬送機器は、固体の重量物を上下左右に移動させる装置で、始動・停止・逆転が繰り返し操作されるクレーンと、連続運転で予め定められた方向に物体を移動させるコンベアと、人や荷物を昇降させるエレベータなどがあります。

○コンベア
このうち、コンベアは、アメリカのフォード・モータが、1913年自動車の生産を流れ作業にするためのベルトコンベアを採用したことを手始めに、ファクトリー・オートメーション（FA）の中心として活用されています。また、鉱工業でも、石炭、鉱石、砂利などを大量に運搬することに用いられてきました。

○コンベア用の誘導モータ
これらコンベアは、一定速の連続運転が多く、誘導モータの特性と合うため所要動力に応じたモータが広く用いられています。コンベア用の誘導モータは、機械の始動時に静止摩擦係数がかかるため始動トルクを大きめにとる必要があります。また、所要動力の計算では、負荷の均一さ、衝撃の大きさに応じたサービスファクタを選定し、定格出力に余裕を持たせます。
また、摩擦負荷であるため、定トルク特性となります。定格出力は、コンベアの慣性モーメントを計算して、必要な回転速度との関係で求めます。
始動トルクが大きく印可電圧の変更で搬送速度を多段階に変更できる巻線型誘導モータも利用されています。

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