インバータとブラシレスモーターの違いって?

おしえて!照代さん
おしえて!照代さん

このコラムでは、インバータとブラシレスモーターの違いを紹介します。

  • 学くん

    インバータとの違いか…。

  • 照代さん

    学くん、どうしたの?

  • 学くん

    お客様より、インバータ駆動の三相モーターとブラシレスモーターの違いについてお問い合わせをいただいたのですが、どちらも速度制御できるモーターなので、何が違うのかうまく説明できなくて…。

  • 照代さん

    なるほど、確かに以下は両方に共通する特徴ね。

    • かんたんにモーターの速度を変更できる
    • 電源周波数(50/60Hz)に関係なく、速度設定ができる
    • 回転方向をパワーリレーなどの接点を用いずに変更ができる

    ではまず、それぞれの制御方法の違いから説明するわね。

  • 学くん

    お願いします。

インバータとブラシレスモーターの違い

  • 照代さん

    インバータとブラシレスモーターの大きな違いは、モーターの後部に速度情報をフィードバックするセンサがあるか、ないかなの。インバータに使われるモーターは回転検出器を搭載していないため、速度情報をフィードバックすることができず、この制御方法を「オープンループ制御」と呼んでいるわ。ブラシレスモーターは後部にホールICという回転を検出するセンサを搭載しているため、速度情報をフィードバックすることができ、この制御方法を「クローズドループ制御」というの。

    オープンループ制御

    速度制御信号の流れ
    インバータモーターの構造図

    クローズドループ制御

    速度制御信号の流れ モーターからドライバに速度フィードバック信号を返している
    ブラシレスモーターの構造図
  • 学くん

    構造や動かし方からして、全く違うものなんですね。

  • 照代さん

    ブラシレスモーターはホールICがありクローズドループ制御ができるので、速度安定性に優れ、幅広い速度制御範囲でフラットなトルク特性が実現できるわ。またブラシレスモーターは永久磁石を使用していて、高効率だから小型・軽量・高出力で、省エネなモーターとも言えるの。

三相モーター(インバータ駆動)
トルクと回転速度のグラフ

負荷トルクが上がると共に回転速度が低下
「オープンループ制御」のため
負荷による速度変動率が大きい
速度変動率(対負荷)-3%~-15%程度

ブラシレスモーター
トルクと回転速度のグラフ

負荷トルクが変化しても回転速度は一定
「クローズドループ制御」のため
負荷による速度変動率が小さい
速度変動率(対負荷)±0.2%~±0.5%程度

インバータに対するメリット

  • 学くん

    へぇ~。ブラシレスモーターはただ速度制御できるだけでなく、お客様の様々なニーズに応えることができそうですね!でも、速度安定性などを求めない簡単な速度制御であれば、インバータでいいのかな。

  • 照代さん

    そうね。もともと三相モーターを使用している場合にはインバータを追加購入するだけで済むから、手軽に組み合わせて運転できるわね。ただブラシレスモーターは、モーターの特性以外にも特徴があるの。お客様が新しく装置を設計する場合、モーターとインバータはそれぞれ選定が必要で、メーカーが異なる場合は選定が手間になるわね。オリエンタルモーターのブラシレスモーターは専用モーターと専用回路の組み合わせで、仕様や特性図を公開しているから、設計の手間削減に繋がるわ。またブラシレスモーターは回路とワンタッチ接続なので、配線の手間が減らせるわね。それとインバータはモーターとの定格値を合わせるというパラメータの設定が必要なのに対し、ブラシレスモーターは不要というのもメリットね。

  • 学くん

    そういうことか!性能面だけでなく、選定しやすく買ってすぐに使えるという点もポイントになるのですね。よく分かりました。

  • 照代さん

    同じブラシレスモーターでもかんたんにダイヤルで速度を設定できるものや、FAネットワークで制御できるものもあるので、お客様が何を求めているかを聞き出して、最適な製品を紹介してね。最近発売したBLSシリーズも使いやすい製品だから、特徴や機能などをしっかり勉強しておいてね。

今回のポイント

  • ブラシレスモーターはホールICがありクローズドループ制御ができるので、速度安定性に優れ、幅広い速度制御範囲でフラットなトルク特性が実現できる
  • ブラシレスモーターは専用モーターと専用回路の組み合わせで仕様や特性図を公開しているため、設計の手間削減に繋がる

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