モーターの選定

質問

初めて投稿させて頂きます。
電気系についてはよく分からないので、程度の低い質問になりますが、
アドバイス頂ければ幸いです。

現在、直径240mm、長さ250?、重量約250kgのフライホイールを
約5000rpmまで加速させる様なものを検討しています。
汎用モーター（三相200V）を使用し、プーリーと?ベルトで軸端とモーターを直結する（増速比３：１程度？）として、モーターの大きさはどの程度の物を用意すれば良いでしょうか。

一応、手元に日立のモーター（三相200V4P 7.5kw 1730rpm/60Hz 27A）があるので利用できればと考えておりますが、どうでしょう・・・。

ご回答、宜しくお願い致します。

回答No.2

noname#230359 · ベストアンサー

7.5kwのモーターがあるのでそれを前提にしますが
モーター効率もとりあえず無視して5000rpm時の発生トルクは
Ｔ＝7.5×974／5000　＝　1.46kgm
一方、フライホイールの重量慣性モーメントは
Ｉ＝250×0.12^2／2　＝　1.8kgm
なので角加速度は
α＝1.46×9.8／1.8　＝　7.95rad/s2
5000rpmは523.6rad/s2ですから超楽観でも約６６秒掛かってしまいます。
実際にはモーターやインバーター、プーリの伝達ロスで効率も落ちます。また下記のせいで動力が失われます。

それは軸受けが消費してしまう動力分です。
消費Ｐ＝0.05×250×π×30×5000×9.8／（60×1000000）
　　　＝0.96kw　　（伝導軸径30mmで計算）　
以上を踏まえて選定してください。

結論出してませんでしたね。
減速比３：１だとインバータ無しダイレクトで１分以上掛かります。
それは定格時で本来1.5kwあれば充分なのに勿体無いですね。
だから３：２にしてインバーターで0～120Hzで使うのです。
（大体120Hzまでが基本ですが、インバーターによりもっと高周波数までだせるのもあります）
そうすれば低回転時から高トルクを発生出来るので、加速時間も大幅に減らせます。

お礼

大変具体的なご回答、ありがとうございます。<(_ _)>
非常に参考になりました。

回答No.3

noname#230359

インバータメーカ各社からインバータモータ選定ソフトが無料でダウンロードできます
そのソフトにそれなりのパラメータを入れればそれなりに自動選定してくれます
モータ選定手順は
１　負荷イナーシャを計算する
２　イナーシャを加速する時間を決める＜計算して決まるのではなくて希望する時間を決める
３　加速時間から加速エネルギと加速トルクが決まる
４　定常運転時の摩擦抵抗から定常運転トルクと定格容量が決まる
５　一般的には加速トルクは定常運転トルクの数倍以下になるようにします
以上の手順は一般的なモータならほとんど適用可能ですしメーカが違っても
考え方はほぼ同じです

フライホイールとは回転イナーシャそのものですので計算も簡単に済みます
下記サイトの選定ソフトの計算結果では
７．５ｋｗのモータでは９０秒以上の加減速時間であれば可能になります
但し、ベアリング摩擦抵抗、減速機イナーシャ、効率等は無視した計算です

http://wwwf3.mitsubishielectric.co.jp/faland/index.html
http://www.e-mechatronics.com/mc/index.html
http://www.fujielectric.co.jp/fcs/jpn/f/f_pro_p.html

お礼

ご紹介、ご検討頂きありがとうございます。<(_ _)>
便利なものがあるんですね。＾＾
早速、たずねてみたいと思います。

回答No.1

noname#230359

毎度ＪＯです。
>>約5000rpmまで加速させる
これに必要な「仕事量」が決まっています、したがって小さなモータでも
時間はかかりますが「可能」です、約5000rpmまで加速する間モータは、大きな仕事をしています、定格より大きな電流が流れます

そこでインバータ運転をされてはいかがでしょう、
インバータは、加速時間が設定できるので、モータの定格程度の仕事をさせれば、
大きな負荷をかけずに、加速できます。

この事は、加速するまでの時間さえ許せば、もっと小さなモータでも大きな負荷をかけずに加速する事が可能です。

お礼

アドバイス頂き、ありがとうございます。<(_ _)>
なるほど。
早速、インバータについて調べてみたいと思います。