22kWモーターの能力

質問

２リッターのエンジンを２２ｋＷ、２ポールのモーターで回そうとしています。そのモーターの定格は、６０ヘルツ、２００ボルト、７７アンペア、３５００ｒｐｍとなっています。モーターからエンジンへの繋ぎは、４本のＶベルトにてプーリー比は、２００ミリ対８０ミリの増速にてクランクシャフトを駆動する仕様です。トルクレンチでクランクシャフトを回転させたところ、約１６Ｎｍのトルクでした。このモーターを使ってどこまでエンジンの回転数を上げることができるかを検討したいと考えています。エンジンが回転した時の駆動トルクがどのくらいになるのかについて計算方法があれば教えてください。尚、エンジンはピストンを抜いていません。これらの検討方法を教えてください。

それから、一般的にモーターの負荷具合としては、どの程度のアンペア数領域で使えばいいのでしょうか？一般論で結構ですので教えてください。

回答No.2

noname#230359

私も過去にエンジンヘッドのモータリング試験機を作製し使用したことがあります。エンジンを回転させる場合、カムシャフトのノーズの形状により、変動負荷になります。安定して回転させるためにはVベルトよりも、実機と同じ歯付きベルトを使用された方がよいと思います。通常のエンジンをモーターで回転する場合、負荷が一番ピークになるのはアイドリングの回転数付近で、このあたりで安定して試験が出来るならば、高速域はモータとインバーターを使う場会うにはインバーターの許容能力を超えなければ問題がないと思います。

お礼

ありがとうございます。エンジンをモーターで回す場合、アイドリングの回転数付近が負荷ピークになることは知りませんでした。

回答No.1

noname#230359

まず，モータの最大負荷は，３０分以下の連続運転では，１２０％です。つまり，２２ｘ１．２＝２６．４ｋＷまでは問題なく，通常使用しています。電流値はモータ性能試験表から正確に読み取ることができますが，ほぼｋＷ比で見ても良く，９２Ａになります。１日２４時間連続であれば，最大負荷は２２ｋＷです。
　間欠運転では，１時間当たり数回であれば，先の最大負荷を適用できます。１時間当たり数１０回であれば，最大負荷は９０％（＝２２ｘ０．９）でおさえる必要があります。
　いずれにしても，モータ巻線の温度上昇を押さえる必要があるために，使用条件によって，最大負荷に差があります。

　次に，エンジンの最大回転数についてです。エンジンについては，知識がありませんので，モータの面からだけ見てみます。
　モータの定格トルク（２２ｋＷにおけるトルク）Ｔは，Ｔ＝９７２ｘｋＷ／ＲＰＭ（ｋｇｆ－ｍ）の式で計算すると，６０Ｎ・ｍになります。

お礼

ありがとうございます。
一般的なモーターの負荷に対する考え方がわかりました。