コンプレッサーモーターの仕組み: 電気駆動、始動システム、メンテナンス

すべてのエアコンプレッサーには心臓があり、ほとんどの機械ではその心臓がモーターです。モーターはポンプを駆動する回転力を供給し、ポンプが実際の圧縮を行います。コンプレッサーモーターがどのように機能するか疑問に思ったことがある場合は、このガイドが役に立ちます。電気モーター、始動システム、単相および三相電力、コンプレッサーを動かし続けるメンテナンスについて見ていきます。 Gooddeer では、塩城にある自社工場でピストン コンプレッサーとスクリュー コンプレッサーを製造しているため、出荷前にすべてのユニットを詳細にチェックしています。

アプリケーションについて考える準備ができている場合は、 一般機械 セクションは、機械を工場または作業場のレイアウトに合わせるのに役立ちます。

コンプレッサーモーターは実際には何をするのでしょうか?

モーターはコンプレッサーではありません。コンプレッサーはポンプです。モーターの仕事は、電気エネルギーを機械的トルクに変換することです。そのトルクによってシャフトが回転します。ベルト駆動のピストン コンプレッサーでは、モーター シャフトに小さなプーリーが取り付けられており、ポンプ上の大きなフライホイールを回転させます。これによりポンプ速度が低下し、ポンプに機械的な利点が与えられます。ダイレクトドライブ設計では、モーターシャフトがポンプローターに直接接続されます。いずれにせよ、モーターが電力の上限を設定します。

モーターが小さすぎると、モーターが動きにくくなり、過負荷が発生し、過熱する可能性があります。モーターが大きすぎる場合は、使用しない容量に対して料金を支払うことになります。そのため、モーターの選択は、単なる馬力の数値ではなく、実際のエンジニアリング上の決定となります。

電気モーターが段階的に動作する仕組み

ほとんどの据え置き型コンプレッサーは AC 誘導モーターを使用します。ステーターとローターという 2 つの主要な部分があります。ステーターは、銅巻線が巻かれた固定の外側部分です。交流が巻線を通過すると、回転磁界が発生します。ローターはそのフィールドの中にあります。回転磁界によりローターに電流が誘導され、ローターが回転し始めます。ローターは出力シャフトに取り付けられているため、シャフトがポンプを回転させます。

単相モーターの始動には補助が必要です。単相電源では、停止時に磁場は自動的に回転しません。始動コンデンサは一時的な位相シフトを生成し、モーターが十分な始動トルクを発生できるようにします。モーターが最高速度の約 75% に達すると、遠心スイッチが始動コンデンサーを切断します。力率とスムーズな動作を改善するために、実行コンデンサが回路内に残される場合があります。

モーターの始動、運転、保護

モーターは制御なしで動作することは想定されていません。圧力スイッチがサイクルを制御します。タンク圧力がカットアウト設定に達すると、スイッチが開き、モーターが停止します。圧力がカットイン設定まで低下すると、スイッチが閉じてモーターが再起動します。通常の使用中にコンプレッサーモーターがオンとオフを繰り返すのはこのためです。

熱からの保護も不可欠です。熱過負荷保護装置が電流と熱を監視します。モーターが熱くなりすぎたり、過剰な電流が流れたりすると、モーターが冷えるまで回路が切断されます。主要な電気部品には次のものが含まれます。

• 始動トルクを高めるための始動コンデンサ。
• 効率と安定した動作を実現する実行コンデンサ。
• 遠心スイッチ、高速で始動コンデンサを切断します。
• 過熱を防ぐサーマル過負荷保護装置。
• 圧力スイッチ。タンク圧力に基づいてモーターを循環させます。

コンプレッサーがうなり音を立てて起動しない場合、通常はこれらのコンポーネントが最初に調べられます。

単相コンプレッサーモーターと三相コンプレッサーモーター

最初の決定事項の 1 つは電源です。単相モーターは標準コンセントから動作できるため、家庭のガレージ、小規模作業場、小規模な商業施設で一般的です。三相モーターは、三相配線が利用できる産業プラントで一般的です。以下の表はその違いをまとめたものです。

単相電源を使用するワークショップの場合、多くの場合、信頼性の高いピストン コンプレッサーが最初の機械として最適です。

作業場用単相ピストンエアコンプレッサー このコンプレッサーは単相電力の作業場に適しています。そのピストン機構はパルス圧縮を実現するため、モーターは軽負荷の作業で安定した動作を実現するために、良好な始動トルクとフライホイールを必要とします。 製品を見る→

ピストンポンプとスクリューポンプがモーターに与える影響

ポンプのタイプにより、モーターが電力を供給する方法が変わります。ピストンコンプレッサーでは、圧縮はパルスで行われます。圧縮行程ではモーターが激しく働きます。戻りストロークでは負荷が低下します。これが、ピストンコンプレッサーがフライホイールを使用する理由であり、始動トルクが重要である理由です。ロータリー スクリュー コンプレッサーでは、2 つのローターが空気を閉じ込めて連続的に圧縮します。負荷が非常にスムーズになります。モーターはより安定した速度で動作し、ポンプは直接駆動されます。可動部品が少ないということは、メンテナンスの負担も軽減されることを意味します。

継続的な産業用途の場合、ダイレクトドライブ スクリュー コンプレッサーは、交換するベルトやプーリーの位置を確認する必要がないため、総所有コストが低くなります。

ダイレクトドライブロータリースクリューエアコンプレッサー このダイレクトドライブスクリューコンプレッサーはベルトとカップリングを排除し、エネルギー損失とメンテナンスを削減します。スムーズな連続圧縮は産業用途に適しており、変動する需要に対応する可変速制御とよく組み合わせます。 製品を見る→

可変周波数ドライブとモーター速度

すべてのコンプレッサー モーターが 1 つの固定速度で動作する必要があるわけではありません。可変周波数ドライブ (VFD) は、モーターに供給される周波数と電圧を変更します。周波数が低いほど、モーター速度が遅くなり、空気出力が低くなります。周波数が高いほど、モーター速度が速くなり、出力が増加します。空気需要が低い場合、VFD はモーターの始動と停止を繰り返すのではなく、モーターの速度を下げます。需要が高まると、モーターはスムーズに速度を上げます。これにより、電気的ストレスが軽減され、圧力が安定して維持され、さまざまな圧縮空気を使用する店舗のエネルギーが節約されます。

VFD スクリュー コンプレッサーは、空気需要が 1 日の中で変化する生産環境で特に役立ちます。

可変周波数インバーターロータリースクリューコンプレッサー このインバータ駆動のスクリューコンプレッサーは、空気需要に合わせてモーターの速度を調整し、エネルギーを節約し、圧力を安定させます。精密コーティングされたローターはスムーズに動作するため、負荷が変化する生産ラインに最適です。 製品を見る→

モーターのメンテナンスとトラブルシューティング

コンプレッサーモーターは、適切に扱えば何年も使用できます。ほこりは熱を閉じ込めるため、モーターの通気口にほこりがつかないようにしてください。供給電圧をチェックし、モーターが正しい位相に配線されていることを確認してください。ベアリングの異音や異常な振動に注意してください。ベルト駆動ユニットの場合は、ベルトの張力と位置を確認してください。単相モーターが何度も過負荷に陥る場合は、モーターを交換する前に始動コンデンサを疑ってください。三相モーターが高温になった場合は、電源電圧のバランスとポンプの負荷を確認してください。

エンジン駆動のコンプレッサーにも同じ基本的な考え方が当てはまりますが、原動機はガソリン エンジンまたはディーゼル エンジンです。コンデンサーではなく、燃料供給、エアフィルター、オイル、冷却システムに注意が必要です。 Gooddeer は、信頼性の高い送電網のない現場向けに、電気駆動とエンジン駆動の両方のピストンおよびスクリュー コンプレッサーを提供しています。

適切なコンプレッサーモーターの選択

適切なモーターは、電源、デューティ サイクル、および通常 1 日に必要な空気量によって異なります。デューティサイクルは特に重要です。連続使用用に定格されたモーターは、シフト全体を通じて通常のオン/オフ サイクルのみで動作できます。間欠駆動モーターは、短時間の運転向けに設計されています。圧縮空気を長期間必要とする場合は、連続使用可能なユニットをお選びください。また、モーターの馬力は出力空気流量と同じではないことに注意してください。 CFM の出力は、ポンプ、モーター速度、動作圧力によって異なります。

まだポンプ技術を比較している場合は、当社の詳細な情報をご覧ください。 ピストンとスクリューの比較 どのモーター負荷プロファイルが作業に適しているかを判断するのに役立ちます。

コンプレッサーモーターは、シャフトを回転させるだけの箱ではありません。電力を信頼性の高い圧縮空気に変換するシステムです。次回コンプレッサーの始動音が聞こえたら、そのシーケンスについて考えてください。圧力スイッチが閉じ、モーターが回転し、ポンプが圧力を高め、サイクルが繰り返されます。この順序を理解すると、適切なマシンを購入し、安全に実行し、生産が停止する前に問題を解決することができます。