閲覧数： 2650 著者：Aili Industry 公開時間：2026-09-28 出典： アイ・リー・インダストリアル
まずは現場でよくある状況についてお話します。あるプロジェクトにおいて、ファンボックスの風量が足りませんでした。 Ａさんの第一声は「モーターの出力が小さいので、大きなモーターに交換してください。」でした。その結果、モーターを大型のものに交換しましたが、やはり風量が足りませんでした。問題はモーターにあるのではなく、システムの抵抗が元の設計を超えており、ファンの動作点がずれているためです。モーターがどれほど強力であっても、インペラがこの速度で提供できる圧力には限界があり、モーターを交換しても問題は解決できません。
モーターの出力を決定する方法は、箱の大きさや「他の人の製品の大きさ」に基づいて決定するのではなく、ファンの曲線とシャフトの出力に基づいて計算する必要があります。
モーター出力を決定するための最初のステップは、設計空気量と対応する外部静圧を明確に定義することです。これら 2 つのパラメータは動作点を形成します。ファン性能曲線上のこの点を見つけて、対応するシャフト出力を読み取ります。
シャフト動力は、目標動作点でインペラによって消費される実際の機械動力です。風量、圧力、ファン効率、伝達効率に関係します。同じファンでも、動作点が異なればシャフト出力も異なります。空気量が増加するか、システム抵抗が増加すると、シャフト出力が変化します。
シャフト出力が求まった後、モーターの定格出力は、適度なマージンを残してそれよりも大きくなる必要があります。マージンが大きいほど良いです。マージンが小さすぎると、フィルターにゴミが蓄積したり、エアダクトに漏れが発生したり、システム抵抗が増加したりした場合にモーターが過負荷になる可能性があります。マージンが大きすぎると、モーターが低負荷領域で長時間動作することになり、効率と力率が低下し、運転コストが増加します。
どれだけのマージンを残すべきかは、システム抵抗の変化がどの程度予想されるかによって異なります。システムにフィルターがあり、そのフィルターが塵を収集する場合、シャフト出力はクリーンな状態ではなく、メンテナンス前の許容差圧に基づいて計算する必要があります。フィルターの初期抵抗から最終抵抗まで、システム抵抗は数十から数百 Pa 増加する可能性があり、ファンの動作点が移動し、それに応じてシャフト出力も変化します。
システム ダンパーを頻繁に調整する必要がある場合、または分岐が異なる時間に開く場合は、これらの動作条件下でのシャフト出力の変化も考慮する必要があります。最も不利な動作条件は、風量が最も大きい場所ではなく、システム抵抗が最も大きく、ファン負荷が最も重い場所である可能性があります。
一般的にはシャフトパワーに10％～20％程度の余裕を持たせるのが一般的です。ただし、これは固定された公式ではなく、プロジェクトの状況によって異なります。システム抵抗の変化が少ない場合、マージンは小さくなる可能性があります。フィルタ抵抗が大きく変化する場合や現場条件が不確実な場合には、さらに十分なマージンを確保する必要があります。
多くの人は、モーターの選択は最大風量の作動条件のみに依存すると考えています。実際には、最悪のシナリオが別のポイントになる可能性があります。
例を挙げてみましょう。あるシステムの設計風量は 10000m³/h で、これは外部静圧 600Pa、軸出力 3.2kW に相当します。しかし、フィルタにゴミが溜まると抵抗が900Paに上昇し、ファンの動作点が風量の少ない方向に移動し、風量は8500m³/hに低下し、代わりに軸出力は3.6kWに増加しました。設計上の動作条件のみに従ってモーターを選択した場合、一定期間の運転後に過負荷がかかる可能性があります。
システムに複数のブランチがあるという別の状況もあります。一部の分岐が閉じられると、他の分岐の空気量が増加し、システム抵抗曲線が変化し、シャフト出力も増加する可能性があります。選定時にはこれらの条件を確認してください。
したがって、モータパワー校正は 1 点だけをカウントすることはできません。インペラー負荷とモーター電流を予想動作範囲内でチェックし、モーターが動作可能範囲全体で過負荷にならないことを確認する必要があります。
ここでは 2 つの概念を区別する必要があります。モータの定格出力は、標準的な使用条件下でモータが連続的に出力できる機械的出力の上限を示す設備容量パラメータです。マシン全体の入力電力は、特定の動作条件下でのファンボックスの実際の消費電力であり、動作点によって変化します。
モーターの定格出力を消費電力として計算したり、より高い出力を選択すれば風量不足が解決すると考えるのはよくある誤解です。風量が不十分な場合は、やみくもにモーターを増やすのではなく、まず動作点とシステム抵抗を確認する必要があります。一方で、モーターの出力が大きいものを選択したからといって、動作に電力を消費するわけではありません。実際の消費電力は動作点と動作時間によって異なります。
シャフト出力とマージンに加えて、モータの選択は始動方法とオペレーティング システムにも依存します。
現場で頻繁に起動・停止を繰り返すプロジェクトの場合は、起動電流、起動・停止回数、保護装置を確認する必要があります。モーターの定格出力が要件を満たしているからといって、無制限に起動および停止が許可されるわけではありません。各始動時の電流は定格電流の数倍になる場合があり、頻繁に始動するとモーターの温度上昇が増加します。調達文書には、1 日あたりの始動と停止の回数、各操作の継続時間、およびホットスタートが許可されているかどうかを記載する必要があります。
長期連続運転の場合は、モータの温度上昇、絶縁レベル、ベアリングの寿命などに注意してください。定格付近で運転している場合は温度上昇を抑えることができますが、低速で長時間運転すると内蔵ファンの冷却効果が低下し、かえって温度上昇が大きくなる場合があります。 DC速度制御または可変周波数速度制御を使用する場合、モーターが低速領域で連続運転できるかどうかを確認する必要があります。必要に応じて、独立したファンを使用して強制冷却してください。
周囲温度が高い場合、標高が高い場合、設置スペースの換気が悪い場合は、モータの定格を下げる必要があります。同じモーターでも、換気の良い機械室と密閉された中二階に設置すると、温度上昇がまったく異なる場合があります。これらの条件は選定段階で確認する必要があります。放熱が不十分であることが判明するまで、機器が到着するまで待たないでください。
プロジェクトが DC 速度調整方式を採用している場合、モーター出力を決定した後、ドライバーの電流容量、放熱条件、保護パラメーターもチェックする必要があります。駆動能力が不足すると、モーターは定格トルクを出力できなくなります。ドライブの放熱が不十分な場合、ドライブが過熱したり、周波数が低下したり、シャットダウンしたりする可能性があります。
異なるドライブの端末定義は異なる場合があります。現場で配線する前に、電気図と端子説明を確認してください。 DC ファンボックスの速度調整範囲は、設計動作条件および一般的な動作条件をカバーする必要があります。最小動作空気量は、ドライブの最低速度ではなく、端末の需要によって決まります。
モーターの出力は単独で選択されるのではなく、インペラ、ドライバー、ボックスの構造と一致する必要があります。インペラーがモーターのトルク特性に対応しておらず、ドライバーのパラメーターがファンカーブに適合しておらず、ボックス内の空気経路損失が大きすぎるため、モーターが高効率ゾーンから逸脱した状態で動作します。 Aili Industrial は、ファン、モーター、制御装置、板金構造において独立したマッチング機能を備えています。単にボックスサイズや経験値に基づいて適用するのではなく、同じ動作点でインペラ、モーター、ドライバー、ボックスをチェックし、軸出力に基づいてモーター容量を計算し、マージン、温度上昇、始動条件を同時に確認できます。
システム終了構成の場合HEPA/ULPA 高効率フィルターの場合、フィルターの初期抵抗と使用終了時の抵抗をシャフト出力の計算に含める必要があります。プロセス要件が高い場合に評価できるULPA超高性能フィルターは要件を満たしていますか?クリーンルームの天井空気供給量と同等FFUファンフィルターユニット;複数のデバイスを一元管理できるFFUコンピュータ群制御システムにより、ゾーンの速度調整と状態監視を実現します。単一プロセス装置の保護を考慮可能装置側ファンフィルターユニット（EFU） 。エアダクトの端にある最終的に濾過された空気の供給は、高効率給気口（HEPA BOX）。
特定の構造と構成オプションは、次の場所にあります。非標準プロジェクトでは、設備または機械室の図面を提供し、決定された作業点と現場のインターフェースに基づいて最終的に完成する必要があることがファンボックスの製品カタログで確認されています。
