非同期モーターと比較して、永久磁石同期モーターは、高力率、高効率、測定可能なローターパラメータ、ステーターとローター間の大きなエアギャップ、優れた制御性能、小型、軽量、シンプルな構造、高トルク/慣性比などの利点があります。石油、化学工業、繊維、鉱業、CNC工作機械、ロボットなどの分野でますます広く使用され、高出力（高速、高トルク）、高機能、小型化に向けて発展しています。
永久磁石同期モータは、ステータとロータで構成されています。ステータは非同期モータと同様に、三相巻線とステータコアで構成されています。ロータには、予め磁化された（着磁された）永久磁石が設置されており、外部エネルギーなしで周囲空間に磁場を形成できるため、モータ構造の簡素化と省エネ化が実現します。本稿では、永久磁石同期モータの特性を踏まえ、永久磁石同期モータの普及による総合的なメリットを解説します。
1. 永久磁石同期モータの優れた利点
（1）回転子は永久磁石で作られているため、磁束密度が高く、励磁電流が不要で、励磁損失がありません。非同期モータと比較して、固定子巻線の励磁電流と回転子の銅損と鉄損が低減され、無効電流が大幅に低減されます。固定子と回転子の磁気ポテンシャルが同期しているため、回転子コアに基本波鉄損がないため、効率（有効電力に関連）と力率（無効電力に関連）は非同期モータよりも高くなります。永久磁石同期モータは、一般的に軽負荷運転時でも高い力率と効率を持つように設計されています。
一般的な非同期モータは、負荷率が50%未満の場合、運転効率と力率が大幅に低下します。一方、明騰永久磁石同期モータは、負荷率が25%～120%の場合、運転効率と力率に大きな変化はなく、運転効率は90%以上、力率は0.85以上です。軽負荷、変動負荷、全負荷において、省エネ効果が顕著です。
（2）永久磁石同期モータは比較的剛性の高い機械的特性を有し、負荷変動によるモータトルクの変動に対する耐性が高い。永久磁石同期モータのロータコアは中空構造にすることでロータ慣性を低減できるため、始動時間と制動時間は非同期モータよりもはるかに高速である。高いトルク／慣性比により、永久磁石同期モータは非同期モータよりも高速応答条件下での運転に適している。
（3）永久磁石同期モータは、非同期モータに比べてサイズが大幅に小さく、重量も比較的軽量です。同じ放熱条件と絶縁材料を使用した場合、永久磁石同期モータの出力密度は三相非同期モータの2倍以上になります。
（４）ローター構造が大幅に簡素化され、メンテナンスが容易になり、運転の安定性が向上します。
三相非同期モータは力率を高く設計する必要があるため、固定子と回転子間のエアギャップを非常に小さくする必要があります。同時に、エアギャップの均一性は、モータの安全な動作と振動騒音にも重要です。そのため、非同期モータの形状と位置の公差、および組み立ての同心度に対する要件は比較的厳しく、ベアリングクリアランスの選択自由度は比較的小さくなります。ベースが大きい非同期モータでは、通常、油浴潤滑ベアリングが使用され、指定された動作時間内に潤滑油を充填する必要があります。油漏れや油空洞への不適切な充填は、ベアリングの故障を早めます。三相非同期モータのメンテナンスにおいて、ベアリングのメンテナンスは大きな割合を占めています。さらに、三相非同期モータの回転子には誘導電流が存在するため、近年、ベアリングの電食の問題も多くの研究者の懸念事項となっています。
永久磁石同期モータにはこのような問題はありません。永久磁石同期モータはエアギャップが大きいため、非同期モータのエアギャップが小さいことに起因する上記の問題は、同期モータでは顕著ではありません。また、永久磁石同期モータのベアリングには、ダストカバー付きのグリース潤滑ベアリングが採用されています。ベアリングは工場出荷時に適切な量の高品質グリースで密封されています。永久磁石同期モータのベアリングの耐用年数は、非同期モータよりもはるかに長くなっています。
安徽明騰永久磁石モーターは、軸電流によるベアリングの腐食を防ぐため、末端のベアリングアセンブリに絶縁設計を採用しています。これにより、ベアリングの絶縁効果が得られ、ベアリングを絶縁するコストを大幅に削減できます。モーターベアリングの正常な使用寿命を確保するために、安徽明騰のすべての永久磁石同期ダイレクトドライブモーターのローター部には特殊な支持構造が採用されており、現場でのベアリング交換は非同期モーターの場合と同じです。後日のベアリング交換とメンテナンスは、物流コストとメンテナンス時間を節約し、ユーザーの生産信頼性をより良く保証します。
2. 非同期モータに代わる永久磁石同期モータの代表的な用途
2.1 セメント産業の垂直ミル用可変周波数速度制御高電圧超高効率三相永久磁石同期モータ
超高効率永久磁石同期モーターTYPKK1000-6 5300kW 10kV代替非同期モーター変電を例に挙げます。この製品は、2021年に安徽明騰が建材会社に提供した、国産初の垂直ミル変電所用5MW以上の高圧永久磁石モーターです。従来の非同期モーターシステムと比較して、節電率は8％に達し、生産量の増加は10％に達します。平均負荷率は80％、永久磁石モーターの効率は97.9％、年間節電コストは（1870万9700元÷0.92）×8％＝162万6900元、15年間の節電コストは（1870万9700元÷0.92）×8％×15年＝2440万4000元です。交換投資は15ヶ月で回収され、14年連続で投資収益が得られます。
安徽明騰は山東省の建材会社に垂直ミル変圧器一式（TYPKK1000-6 5300kW 10kV）を納入しました。
2.2 化学工業用ミキサー向け低電圧自己始動超高効率三相永久磁石同期モータ
超高効率永久磁石同期モーターTYCX315L1-4 160kW 380Vの非同期モーターの代替変換を例に挙げます。この製品は、2015年に安徽明騰が化学工業のミキサーおよび粉砕機モーターの変換用に提供しました。TYCX315L1-4 160kW 380Vはミキサーの稼働条件に適しています。ユーザーは、単位時間あたり1トンあたりのエネルギー消費量を計算した結果、160kW永久磁石同期モーターは、同じ出力の元の非同期モーターよりも11.5%多くの電力を節約できると算出しました。9年間の実際の使用後、ユーザーは明騰永久磁石同期モーターの実際の運転における電力節約率、温度上昇、騒音、電流などの指標に非常に満足しています。
安徽明騰は貴州省の化学会社にミキサー改造サポートを提供しました（TYCX315L1-4 160kW 380V）
3. ユーザーが関心を持つ問題
3.1 モーターの寿命 モーター全体の寿命はベアリングの寿命に依存します。モーターハウジングはIP54保護レベルを採用しており、特殊な状況下ではIP65まで上げることができ、ほとんどの粉塵や湿気の多い環境の使用要件を満たしています。モーターシャフト延長部の設置における良好な同軸度と適切なシャフトラジアル荷重を確保する条件下では、モーターベアリングの最小使用寿命は20,000時間以上です。2つ目は冷却ファンの寿命で、コンデンサ駆動モーターよりも長くなります。粉塵や湿気の多い環境で長時間運転する場合は、ファンに付着した粘着物質を定期的に除去し、過負荷によるファンの焼損を防ぐ必要があります。
3.2 永久磁石材料の故障と保護
永久磁石モーターにとって永久磁石材料の重要性は明らかであり、そのコストはモーター全体の材料コストの1/4以上を占めています。安徽明騰永久磁石モーターローターの永久磁石材料は、高磁気エネルギー積と高固有保磁力の焼結NdFeBを使用しており、従来のグレードにはN38SH、N38UH、N40UH、N42UHなどがあります。同社は、磁性鋼アセンブリ用の専門的なツールとガイド治具を設計し、合理的な方法で組み立てられた磁性鋼の極性を定性的に分析することで、各スロットの磁性鋼の相対磁束値が近くなり、磁気回路の対称性と磁性鋼アセンブリの品質を確保しています。
現在の永久磁石材料は、モータ巻線の最大許容温度上昇範囲内で長時間動作が可能であり、磁性鋼の自然減磁率は1‰以下です。従来の永久磁石材料では、表面コーティングが24時間以上の塩水噴霧試験に耐える必要があります。酸化腐食が激しい環境では、ユーザーはメーカーに連絡して、より高度な保護技術を備えた永久磁石材料を選択する必要があります。
4. 非同期モータの代替として永久磁石モータを選択する方法
4.1 負荷の種類を決定する
ボールミル、ウォーターポンプ、ファンなどのさまざまな負荷には、モーターに対するパフォーマンス要件が異なるため、設計や選択には負荷の種類が非常に重要です。
4.2 通常運転時のモータの負荷状態を決定する
モーターは全負荷で連続運転していますか？それとも軽負荷で運転していますか？それとも時々重負荷になったり軽負荷になったりしますか？軽負荷と重負荷の変化周期はどのくらいですか？
4.3 他の負荷状態がモーターに与える影響を決定する
現場のモーターの負荷状態には、様々な特殊なケースがあります。例えば、ベルトコンベアの負荷はラジアル力に耐える必要があり、モーターをボールベアリングからローラーベアリングに調整する必要がある場合もあります。また、粉塵や油分が多い場合は、モーターの保護レベルを向上させる必要があります。
4.4 周囲温度
モータ選定において、特に注意すべき点は現場の周囲温度です。従来のモータは0～40℃以下の周囲温度を想定して設計されていますが、実際には40℃を超える状況に遭遇することも少なくありません。このような場合は、より高出力のモータや専用設計のモータを選定する必要があります。
4.5 現地設置方法、モーター設置寸法
現場設置方法、モーター設置寸法、現場設置方法と設置寸法も必ず入手しなければならないデータです。元のモーターの外観図、または設置インターフェース寸法、基礎寸法、モーター設置スペースの位置などが必要です。現場のスペースに制約がある場合は、モーターの冷却方法やモーターリードボックスの位置などを変更する必要がある場合があります。
4.6 その他の環境要因
モーターの選択には、ほこりや油汚染など、他の多くの環境要因が影響します。たとえば、海洋環境や pH 値の高い環境では、モーターを腐食保護を考慮して設計する必要があります。また、振動が大きく標高が高い環境では、設計上の考慮事項が異なります。
4.7 非同期モータ本来のパラメータと動作条件の調査
（1）銘板データ：定格電圧、定格回転数、定格電流、定格力率、効率、型式およびその他のパラメータ
（2）取り付け方法：元のモーターの外観図、現場取り付け写真などを入手します。
（３）元のモーターの実際の動作パラメータ：電流、電力、力率、温度など
結論
永久磁石同期モータは、始動性が高く運転負荷の軽い用途に特に適しています。永久磁石同期モータの普及と利用は、経済的および社会的にプラスの効果をもたらし、省エネと排出ガス削減に大きな意義をもたらします。信頼性と安定性の面でも、永久磁石同期モータは貴重な利点を有しています。高効率の永久磁石同期モータを選択することは、長期的なメリットをもたらす一時的な投資です。
安徽明騰永久磁石電機設備有限公司（https://www.mingtengmotor.com/）は、17年間にわたり、超高効率永久磁石同期モーターの研究開発、生産、販売に注力してきました。製品は、高電圧、低電圧、定周波、可変周波、従来型、防爆型、ダイレクトドライブ、電動ローラー、オールインワンマシンなど、幅広い分野を網羅し、産業機器に高効率な駆動力を提供することを目指しています。
安徽明騰の永久磁石モーターは、現在広く普及している非同期モーターと同じ外形寸法で、非同期モーターを完全に置き換えることができます。さらに、専門の技術チームが設計を行い、お客様に無料の変換ソリューションを提供しています。非同期モーターの変換が必要な場合は、お気軽にお問い合わせください。誠心誠意対応させていただきます。
投稿日時: 2024年8月23日