近年、モーターのオーバーサイズ化がますます一般的になっています。オーバーサイズ化とは、基本的に必要以上に高い馬力を選択することを意味します。多くの人がオーバーサイズ化を選択する理由は様々です。例えば、オーバーサイズ化はシステム運用のばらつきを補うと考えられていることが挙げられます。また、モーターの大型化に伴うコストは、機械的な故障によるコストよりも対処しやすいと考え、予防策としてオーバーサイズ化を挙げる人もいます。

しかし、多くの人は、モーターのオーバーサイズ化を好ましく思っていません。なぜなら、オーバーサイズの電動モーターは一般的に運転コストが高く、エネルギーの無駄につながると考えているからです。彼らにとって、より適切なサイズのモーターはエネルギー消費を最小限に抑え、結果として運用コストを削減できるのです。彼らは基本的に、オーバーサイズのモーターは非効率であり、適切なサイズのエネルギー効率の高いモーターにすぐに交換すべきだと考えています。

しかし実際には、大型電動モーターの場合、交換が必ずしも最善の解決策とは限りません。エネルギー節約の正確な評価を行うには、まず様々な情報を入手する必要があります。これには、モーターの負荷、特定の負荷点におけるモーターの効率、そしてモーターの動作速度などが含まれます。

モーターの負荷

電気モーターは基本的に、電気エネルギーを機械エネルギーに変換し、機械的負荷に作用させる機械です。負荷とは、この機械的プロセスが発生する際にモーターにかかる負担のことです。一般的に、モーターの損傷を防ぎ、非効率でコストのかかる動作を回避するために、モーターの負荷をモーターに適切に適合させることが不可欠です。

モータ負荷に比べて大幅に大型のモータを使用すると、初期費用とモータの継続運転の両方において、通常、不必要な費用が発生します。しかし、ピーク負荷が大幅に大きくなることが予想される場合、場合によっては、大幅に大型のモータが必要になることもあります。

ピーク負荷に対してオーバーサイズ化が必要となる状況もありますが、それ以外の場合は、75～100%の負荷範囲で効率的に動作するモータを選択することが常に最善です。場合によっては、モータを小型化することでエネルギー需要を節約できることもあります。

特定の負荷点におけるモーターの効率

モーター効率とは、基本的にモーターが行う機械的仕事量と、その仕事を行うために消費する電力との比率です。この指標は通常、パーセンテージで表されます。当然のことながら、負荷が高くなるとモーターの効率も向上します。これは主に、負荷が増加するにつれて、摩擦がモーター全体の効率に与える影響が徐々に小さくなるためです。

一般的に、大きすぎる電気モーターは、適切なサイズのモーターに比べて効率が低いと考えられています。これらのモーターは、定格負荷の30%から100%の範囲で動作しているときに最適な動作点に達します。

ただし、場合によっては、より大きなサイズのモーターは、定格負荷の 25% までの負荷でも非常に高い効率で動作できることがあります。

本質的に、電気モーターの効率は、設計、材質、定格、負荷、電力品質、動作条件など、いくつかの要素に依存します。

モーターの動作速度

電気モーターの速度は通常、電源周波数と磁界の極数によって決まります。モーターの実際の動作速度は、一般的に同期速度よりも低くなります。この実際の速度と同期速度の差は「スリップ」と呼ばれます。スリップと動作速度は通常、適用される負荷に依存し、モーターにかかる負荷はモーターのサイズに依存します。

モーターの負荷が増加すると、回転速度が低下し、最終的には全負荷速度で動作します。そのため、大型モーターは同期に近い速度で動作する傾向があります。多くの場合、大型モーターは、適切なサイズのエネルギー効率の高いモーターよりも高い速度で動作する傾向があります。エネルギーと需要の節約を決定する際には、この点を考慮する必要があります。

結論

特定のシステムにおいてオーバーサイジングが適切かどうかを判断する際には、通常、様々な懸念事項や特性が存在します。一方で、オーバーサイジングは運用コストの増加や、電動モーター巻き戻しシステムが過剰な電力を処理できないために負荷がかかった場合は、交換する必要があります。モーターの問題に直面した場合は、決定を下す前に重要な質問をする必要があります。モーターを巻き戻すか交換するか。

一方、オーバーサイズにすることで、特に次のような場合にメンテナンス不足を補うことができます。発電機のオーバーホール 定期的に行われていません。メンテナンスをしていなくても、出力の高いモーターは同じ条件下でより長く動作できます。全体として、モーターの大型化の長所と短所を一般化することはできません。