電気モーターの進化の次のステップ

2023 年 5 月 23 日火曜日に公開

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ABB は、より生産的で持続可能な未来を実現するために社会と産業の変革を推進する、世界をリードするテクノロジー企業です。

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電気モーターは英国の産業運営の多くの基幹を形成しており、可変速駆動 (VSD) システムと合わせて、この部門内の電力需要の 60% を占めています。 ABB のエリア セールス マネージャー – OEM である Dave Blissett 氏は、同期モーターは長年存在していましたが、電気モーター技術の未来として過去 10 年間でその真価を発揮したと説明しています。

世界中で推定 3 億台の産業用電気モーターが稼働しています。 一般に、モーターの効率を数パーセント改善するだけでも、モーター全体で推定した場合、膨大な量のエネルギーを節約できる可能性があります。

もう 1 つの革新である可変速ドライブのおかげで、同期リラクタンス モーター (SynRM) は入手可能なモーターの中で最も効率的なバリエーションの 1 つとなり、ABB の最新世代 SynRM は最大 IE5 効率レベルを達成できます。 同等の IE2 モーターと比較して、SynRM は損失を 50% 低減すると同時に、優れたパフォーマンスと信頼性を提供し、エネルギー消費と CO2 排出量を大幅に削減します。

SynRM およびドライブ パッケージは、特別に設計されたケージレス ローターの使用により、高い効率レベルを達成します。 これにより、従来のローター損失がなくなり、同等の IE3 モーターと比較して全体の損失が最大 40% 削減され、エネルギー消費と CO2 排出量が大幅に削減されます。 磁気抵抗の原理を利用してローターを引っ張りトルクを発生させます。

エネルギーコストの増加により、図らずも超プレミアム効率の主張がさらに説得力のあるものになりました。 エネルギーコストが上昇するにつれて、自動車資産の回収期間は短縮されます。 さらに、一般的なモーターは、その寿命にわたってエネルギー効率が向上するため、何倍ものコストを支払うことができます。

ケージレス設計により、SynRM は他のタイプのモーターよりも静かに動作します。 また、動作温度も低くなり、巻線温度は 30 °C、ベアリング温度は最大 15 °C 低くなります。 これは、計画外のモーター停止の約 70% を占めるベアリングの寿命を延ばすのに役立ちます。 結果として、再グリス交換の頻度も減り、ブラシの交換も必要なくなります。 これは、一般的にモーターのメンテナンスが少なくて済むことを意味します。 これにより、メンテナンス時間とコストが削減されるだけでなく、時間の経過に伴うパフォーマンスのドリフトも低減され、超プレミアム効率レベルを可能な限り長期間維持してエネルギー使用量を削減できます。 実際、古い IE3 モーターを修理すると、IE3 の効率パフォーマンスが維持されるだけでなく、より頻繁なメンテナンスが必要になり、故障のリスクも高くなります。

ABB の SynRM は、永久磁石モーターの性能と誘導モーターのシンプルさと使いやすさを組み合わせています。 ローターには巻線が含まれていないため、実質的に電力損失がありません。 また、レアアースや磁石が含まれていないため、誘導モーターと同様にメンテナンスが容易で、他のタイプのモーターに比べて持続可能なオプションとなります。

2019年、ABBはIE5 SynRMウルトラプレミアムモーターを発売しました。これは電気モーターの効率能力における大きな進歩を表しています。 モーターとドライブのパッケージを最適化することで、ABB は効率レベルを最大化し、正確なモーター制御を提供し、製品ライフサイクル全体にわたって優れた信頼性を提供できます。 さらに、モーターとドライブのパッケージは、一定トルクと可変トルクの両方に基づいて、幅広い用途に適しています。

つい 10 年前までは、エネルギー効率の限界は IE4 であり、IE5 の概念は単なる理論上のものでした。 IE5 に対応した ABB SynRM により、さらなる省エネルギーの機会が利用可能になりました。 モーターは建物や産業用アプリケーションで消費される電力の 45% を占めており、これらのそれぞれが IE5 SynRM にアップグレードされれば、エネルギーと炭素の大幅な節約となり、ネット ゼロ炭素を達成するという英国政府の目標に大きな影響を与えるでしょう。 2050 年までの排出量、および個別の産業および分野のその他の目標。