周波数の６０Ｈｚと５０Ｈｚの違いとは？またモータの電流値や回転速度､トルクはどうなるの？

2021年3月19日2024年3月22日

周波数の60Hzや50Hzは地域によって異なり､60Hzと50Hzでモータの電流値や回転速度､トルクなども変わってきます。

ですので同じモータでもその地域で使用すると電流値が高くなったり､回転速度が早くなったり､トルクも強くなったりするわけです。

これがどのくらい変化するのか分からない方も多いかと思います。

今回はまずこの周波数の60Hzと50Hzの違いとはなんなのか？またどのようにモータに影響してくるかについてわかりやすく説明していきたいと思います。

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周波数とは？また60Hzと50Hzの違いとは？

わかりにくいと思うので下記の図で説明しますね。

一般家庭などのコンセントに使用されている電気は『交流』です。

交流の電気は定期的にプラスとマイナスが高速で何度も入れ替わり､電流の向きが交互になります。

周波数とはこの『入れ替わる回数』のことです。

また､周波数は関東が50Hz､関西が60Hzとなっているため､50Hzや60Hz専用の電化製品などを異なる周波数で使用するとモータの回転速度が変わったり､過剰に働いて火災の原因となる場合もあるので注意してください。

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50Hzと60Hzでのモータ回転速度､電流値､トルクはどうなるの？

定格回転速度について

標準モータの回転速度は負荷トルク､電源周波数､極数により変化します。

下記の公式を参考にしてみてください。

上記のように回転速度はモータの極数､周波数､負荷トルクの大きさにより､『すべり』も影響してくるわけです。

一般的に定格トルクで運転した場合は3～5％となっています。

この負荷トルクが大きくなる(過負荷)と『すべり』も大きくなります。

例えば　

極数4P､50Hzの場合：120×50Hz÷4P＝1500[r/min]が停止している状態で､実際の回転している状態では『すべり』を計算して､1420[r/min]となります。

では結果このように計算して50Hzと60Hzの地域ではどのぐらいの差になるか？

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定格電流について

モータの定格電流は回転速度が低いほど､すなわち､『すべりが大きい』ほど大きな電流が流れます。

すべり0の時の電流が無負荷電流で､小容量の標準モータでは定格電流の50％程度となることもあります。

【50Hz､60Hzでの負荷トルク､モータ回転速度､モータの定格電流の関係】

【50Hz】負荷トルクが大きい⇒モータ回転速度は小さくなる⇒モータの定格電流は大きくなる

【60Hz】負荷トルクが小さい⇒モータ回転速度は大きくなる⇒モータの定格電流は小さくなる

ではモータ3.7KWの場合を例として50Hzと60Hzの地域ではどのぐらいの差になるか？

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定格トルクについて

標準モータの発生する『力』をトルクといいます。

モータ定格トルクの値は下記の式で計算できます。

例題として3.7kW　4P　定格回転速度1710[r/min]の定格トルクTⅯは？

定格トルクTM＝9550×3.7/1710=20.7[N・m]となります。

ではモータ3.7KWの場合を例として50Hzと60Hzの地域ではどのぐらいの差になるか？

定格トルクは50Hzの方が20％ほどアップしています。

ですので50Hzの方がモータ回転速度が低くなるが､定格トルクは逆に大きくなるということです。

また電流値も大きくなり､標準モータの温度上昇も60Hzに比べると高くなります。

まとめ

今回の50Hzと60Hzについて3.7kWのモータを例にして表にまとめておきますね。

電　源	定格電流[A]	定格回転速度[r/min]	定格トルク[N・m]
200V　50Hz	14.6	1420	24.9
200V　60Hz	14.2	1710	20.7

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