電動機でエネルギー節約を最大化：実証済みの4つの戦略

DCモーターであれACモーターであれ、両方とも産業用途で広く使用されています。ACモーターは、電力出力と効率を高めるために精密なコントローラーが必要な場面で見られます。一方、DCモーターはコンパクトな設計と高い始動トルクが必要な高速・重負荷用途でよく使われます。

いずれにせよ、電動機はビジネスにとって極めて重要です。したがって、常に良好な状態を保ち、最高の性能を発揮できるようにしなければなりません。その一つの方法がエネルギー節約の最大化です。これによりエネルギー浪費を減らし、モーター寿命を延ばし、稼働率と信頼性も向上させられます。

では、モーターのエネルギーを節約し、効率を最大化するためにどのような対策が取れるでしょうか。以下に4つのシンプルな方法をまとめました。

冷却を徹底する

電動機では、熱を空気などの冷却媒体に常時伝達するために冷却が重要です。モーター周辺の気流に少し手を加えるだけで、動作温度を下げ、効率を大幅に向上させられます。

モーターを冷却する方法はいくつかあります。放熱は、取り付けインターフェースを通じてモーターから機械構造へ熱を伝達します。ヒートシンクのサイズがモーターの連続トルク能力を決定し、放熱が少ないとモーターの負荷能力が低下します。

一方、強制空冷は電動ファンでモーターに直接風を吹き付けます。機器への熱伝達量を減らし、モーターをより高い負荷ポイントで機能させられます。

最後に、液体冷却はモーターから熱を放散させます。エチレングリコールやその他の液体冷却剤を使用し、コイル内部や周囲、モーターハウジング内を循環させて熱を放出します。

負荷関連の問題を解消する

モーターが潤滑不良のギアボックスを駆動している場合、余分なエネルギーが必要になります。一般的に、潤滑はメンテナンス部門の機械担当管轄であり、電気担当ではありません。

問題は、この作業が適切に実施されていない（または全く実施されていない）ことです。実際、ギアボックスの温度は周囲温度よりわずかに高い程度であるべきです。しかし、サーモグラフィカメラやスポット温度計で数度以上の差が表示されたら、エンジニアに潤滑プログラムのオーバーホールが必要だと伝えるタイミングです。

そうでなければ、最終的に故障したときに、すべてのエネルギーを浪費しているギアボックスをオーバーホールするという最悪の事態になります。同様に、発電機も常にチェックしてください。職場のすべての業務運営のメイン電源である発電機にエラーや潜在的故障が見つかったら、発電機の巻き替えやオーバーホールに出しましょう。

アライメントと監視

ミスアライメントしたモーターでは、過度な振動としてその影響がすぐに現れます。しかし、その結果に入る前に、振動とは負荷ではなくモーターを動かすために供給エネルギーが使われている状態です。

完全なアライメントを得るには、レーザーアライメントシステムなどの適切なツールを適用する必要があります。その後、モーター振動を追跡するか、少なくとも手動測定をパフォーマンス管理（PM）システムに追加します。

定期的なモーターアライメントにより、機器故障とメンテナンスやオーバーホールのための計画外ダウンタイムを容易に回避でき、コスト削減につながります。アライメントは、カップリング、ベアリング、シール、その他の類似機械部品の早期故障リスクも低減します。モーターの消費電力も低下し、破壊的な振動レベルも抑制されます。

モーターを負荷と条件にマッチングさせる

温度定格、設計タイプ、その他の要因が、特定の用途でのモーター寿命と消費エネルギー量に大きな違いをもたらします。

さらに、モーターをその負荷と条件にマッチングさせると、機器の交換時期と具体的な交換タイプについて、より良い判断が可能になります。

一方、何度も巻き替えられたモーターやオーバーサイズのモーターは、稼働時に著しい非効率を招きます。一方、アンダーサイズのモーターは過負荷になりやすく、過熱、効率低下、生産に高コストな影響を与える早期故障を招きます。モーターが設計電圧より低くても高くても稼働すると、非効率が発生します。

モーターのエネルギー節約を最大化する方法が分かった今、他の機器でも同じ取り組みをすべきです。しかし、特定の欠陥や故障は避けられず、エンジニアにサービスを依頼する必要があります。開閉装置、変圧器、電気発電機の修理であれ、できるだけ早く実施して機器を元の状態に戻し、通常業務に復帰しましょう。