全負荷時の単相冷気 AC モーターの同期速度と実際の動作 RPM はいくらですか?

のために 単相冷気ACモーター 、同期速度は供給周波数とモーターの磁極数によって決まります。標準的な周波数では、 50Hz 、2 極モーターの同期速度は次のとおりです。 3000RPM 、4極モーターは 1500RPM 。ただし、誘導モーターの基本的な特性であるローターのスリップにより、全負荷時の実際の動作 RPM は常に同期速度よりわずかに低く、通常は次の範囲内になります。 2～8%以下 同期値。住宅用および軽商業用の冷却用途で使用されるほとんどの単相冷気 AC モーターの場合、実際の全負荷 RPM の範囲は次のとおりです。 1380 ～ 1450 RPM （4極、50Hz）または 2800 ～ 2900 RPM (2極、50Hz)。

同期速度の計算方法

単相冷気 AC モーターを含むあらゆる AC 誘導モーターの同期速度は、次の簡単な式によって決まります。

Ns = (120 × f) / P

どこで Ns は同期速度 (RPM)、 f は供給周波数 (Hz)、 P は極数です。この式は、物理的なサイズや定格出力に関係なく、単相冷気 AC モーターに普遍的に適用されます。

この式を使用すると、単相冷気 AC モーターの一般的な同期速度は次のようになります。

ローターのスリップと実際の RPM への影響を理解する

スリップは、同期速度と実際のローター速度の差であり、パーセンテージで表されます。単相冷気 AC モーターでは、スリップは欠陥ではありません。スリップは、ローターが変化する磁界を経験してトルクを生成するために必要な動作条件です。滑りがなければ、ローター巻線に電磁力は誘導されず、モーターはゼロトルクを生成します。

スリップの公式は次のとおりです。 スリップ (%) = [(Ns − 番号) / Ns] × 100 、ここで Nr は実際のローター速度です。たとえば、50 Hz 電源で全負荷速度 1440 RPM の 4 極単相冷気 AC モーターには、次のスリップがあります。 [(1500 − 1440) / 1500] × 100 = 4% これは通常の動作範囲内に十分にあります。

単相冷気 AC モーターのスリップ値に影響を与える主な要因は次のとおりです。

• 負荷の大きさ - 機械的負荷が大きいと滑りが増加し、実際の RPM が低下します。
• ローター抵抗 - ローター抵抗が大きいと、特定の荷重での滑りが増加します
• 供給電圧の変動 - 電圧が低下すると、スリップが増加し、出力トルクが低下します。
• 周囲温度 - 温度が上昇すると巻線抵抗が増加し、滑りに影響します。

4 極構成が冷気 AC モーター アプリケーションで主流となる理由

利用可能なポール構成のうち、 4極単相冷風ACモーター 冷却および空気循環装置で最も広く使用されています。公称同期速度 1500 RPM (50 Hz) または 1800 RPM (60 Hz) は、冷気ユニットで一般的に見られる遠心ファンおよび軸流ファン アセンブリのエアフロー性能、騒音レベル、機械効率の理想的なバランスを実現します。

約 3000 RPM で動作する 2 極モーターは過度の騒音を発生し、ファン ブレードに大きな機械的ストレスを与えます。一方、約 950 RPM の 6 極モーターは、冷気を効果的に分配するのに十分な気流速度を提供できない可能性があります。 4 極モーターの実際の全負荷速度は 1380 ～ 1450 RPM ほとんどの標準冷風送風機アセンブリの設計パラメータと正確に一致しており、単相冷風 AC モーター設置の業界デフォルトとなっています。

全負荷状態が単相冷気 AC モーターの RPM に与える影響

単相冷気 AC モーターが全負荷で動作すると、つまり接続されたファンまたは送風機がシャフトから最大定格機械動力を引き出していることになりますが、ローター速度は最低定常値まで低下します。これは、通常の動作範囲内でスリップが最大になるときです。適切に設計された単相冷気 AC モーターの場合、全負荷スリップは次の値を超えてはなりません。 8% ;これより高い場合は、モーターのサイズ不足、巻線の劣化、またはコンデンサーの故障を示唆しています。

実際の例を考えてみましょう。単相冷気 AC モーターの定格は 370W、4極、220V/50Hz の全負荷速度で指定できます。 1400RPM その銘板に。無負荷時には、同じモーターが次の速度で回転する可能性があります。 1490RPM — 1500 RPM の同期速度に非常に近い。冷気ファンがシャフトに負荷をかけると、速度は定格 1400 RPM に落ち着き、約 100 分のスリップを表します。 6.7% .

銘板の RPM 定格からわかること

単相冷気 AC モーターの銘板に印刷されている RPM 値は常に、 全負荷動作速度 、同期速度ではありません。この区別は、交換用モーターのサイズを決定するとき、または新しいユニットを指定するときに重要です。同期速度のみに基づいてモーターを選択すると、負荷時の実際のファン性能は設計上の期待とは異なります。

冷気システムからの適切なエアフロー出力を確保するために、銘板の RPM と必要なファン シャフト速度を常に相互参照してください。

供給周波数の違いによる回転数の変動

単相冷気 AC モーターの動作 RPM は、供給周波数に正比例します。を使用している地域では 60 Hz (北米や日本の一部など)、すべての極構成は、他の極に比べて比例して高速で動作します。 50Hz 地域 (ヨーロッパ、中国、アジアの大部分など)。つまり、50 Hz で動作するように設計された単相冷気 AC モーターは、速度を再計算し、接続されたファン アセンブリとの機械的互換性を確認することなく、60 Hz 電源で使用してはなりません。

たとえば、4 極単相冷気 AC モーターは、 50 Hz で 1440 RPM およそで動作します 60 Hz で 1725 RPM — 速度が 20% 増加すると、エアフローが大幅に変化し、モーターの消費電流が増加し、高速に対応していないファン ブレードやベアリングが損傷する可能性があります。

単相冷風ACモーターの回転数異常診断

単相冷気 AC モーターの動作が、通常負荷下で銘板の RPM よりも著しく遅い場合は、いくつかの根本的な問題が原因である可能性があります。根本原因を早期に特定することでさらなる損傷を防ぎ、効率的な冷気供給パフォーマンスを維持します。

• 故障した実行コンデンサ: コンデンサが劣化または故障すると、補助巻線の位相シフトが減少し、回転磁界が弱まり、ローター速度が定格 RPM を大幅に下回ります。
• 供給電圧が低い: 供給電圧が定格値より 10% 以上低いと、トルク出力が低下し、スリップが増加し、単相冷気 AC モーターの実際の動作 RPM が低下します。
• 磨耗または乾燥したベアリング: ベアリングの劣化により機械的摩擦が増加すると、シャフトに追加の負荷がかかり、滑りが増加し、出力 RPM が低下します。
• 固定子巻線の短絡または開放: 巻線の故障により実効磁界の強度が低下し、異常な速度低下や過剰な電流の引き込みが発生します。
• 過負荷のファンアセンブリ: エアダクトの詰まり、ファンブレードの損傷、または不適切なサイズのインペラにより、モーターに機械的な過負荷がかかり、定格スリップ範囲を超えてしまう可能性があります。

現場で単相冷気 AC モーターの実際の RPM を確認する信頼性の高い方法は、モーター シャフトまたはファン ハブの反射マークに向けた非接触光学式タコメーターを使用することです。これにより、分解せずに正確な速度測定が可能になり、モーターが定格動作パラメータ内で動作しているかどうかを迅速に確認できます。

モーターの回転数を冷気システムの設計要件に適合させる

単相冷気 AC モーターを選択または交換する場合、システム効率を高めるには、全負荷 RPM をファンまたはブロワーの設計ポイントに一致させることが不可欠です。遠心ファンはファンの法則に従います。つまり、気流は速度に比例し、圧力は速度の 2 乗に比例し、出力は速度の 3 乗に比例します。たとえ シャフト回転数の 5% 減少 冷気の供給量が大幅に減少する可能性があります。

ファンがモーターシャフトに直接取り付けられるダイレクトドライブ冷気用途の場合、モーターの全負荷 RPM がファンの定格速度と正確に一致する必要があります。ベルトドライブ構成の場合、モーターとファンシャフト間の速度差はプーリーのサイズによって調整できるため、モーターの選択がより柔軟になります。

必ず確認してください 銘板の全負荷回転数 設置を完了する前に、単相冷気 AC モーターをファン メーカーの仕様に照らし合わせて確認し、冷気システムが動作寿命全体にわたって定格気流性能を確実に発揮できるようにしてください。