トルク制限磁気カップリングの適切なトルクを選択する方法

銅製ローター、永久磁石ローター、およびコントローラーで構成される磁気カップリング (マイレージ) は、モーターと駆動機械間の磁気接続をソフトにすることで、電力伝達に革命をもたらします。従来の機械式カップリングとは異なり、物理的な接触がなくなり、摩耗が軽減され、エアギャップ調整による正確なトルク制御が可能になります。この技術は、化学処理、空調設備 システム、再生可能エネルギー アプリケーションなど、過負荷保護、振動減衰、または正確な速度制御を必要とする業界で広く採用されています。このガイドでは、トルク選択の原則、技術的なニュアンス、および実用的な考慮事項について詳しく説明し、エンジニアがパフォーマンスを最適化できるようにします。

1. 磁気カップリングの動作原理とトルク伝達メカニズム

磁気カップリングは渦電流誘導の原理に基づいて動作します。モーター駆動の銅製ローターが回転すると、その磁場が隣接する永久磁石ローターに渦電流を誘導し、機械的な連結なしにトルクを生成します。ローター間のエアギャップは重要な制御パラメータとして機能します。

エアギャップが小さい：磁束密度を高め、トルク伝達効率を高めます。

より大きなエアギャップ: トルクは減少しますが、過負荷保護のためにスリップが可能になります。これは、トルク制限磁気カップリングの特徴です。

この非接触設計により、メンテナンスが最小限に抑えられ、潤滑の必要性がなくなるため、マイレージ は過酷な環境 (腐食性または爆発性の雰囲気など) に最適です。

2. 磁気カップリング方式によるトルク特性

2.1 固定磁気カップリング

トルク範囲：通常10～20N·m。

設計: 静的トルク伝達に永久磁石を使用します。

用途: 精密機器、小型ポンプ、一貫したトルクが重要な高速/低負荷のシナリオ。

2.2 トルク制限磁気カップリング

機能: スリップ メカニズムを統合して最大トルクを制限し、システムの過負荷を防止します。たとえば、コンベア システムでは、突然の詰まりからモーターを保護します。

調整機能: トルク制限は、コントローラーを介して事前に設定することも、動的に調整することもできます。

業種: 鉱業、製造業、資材処理。

2.3 電磁結合

トルク容量: 電磁コイルの強度に応じて最大 500 N·m 以上。

制御の柔軟性: 可変電流によるリアルタイムのトルク調整。破砕機や風力タービンなどの重機に適しています。

効率のトレードオフ: 永久磁石タイプに比べてエネルギー消費量が多くなります。

3. トルク性能に影響を与える主な要因

3.1 速度とトルクの関係

トルク伝達効率は、渦電流損失と発熱により、高速では低下します。たとえば、1,500 回転数 で 50 N·m の定格を持つ マイレージ は、3,000 回転数 では 40 N·m しか伝達できない場合があります。

3.2 温度の影響

永久磁石: 高温 (80°C 以上) によりネオジムベースの磁石が消磁され、トルクが最大 15% 低下する可能性があります。

銅製ローター: 熱膨張によりエアギャップの寸法が変化するため、精密アプリケーションでは熱補正が必要になります。

3.3 中粘度

流体駆動システム (ポンプなど) では、粘性媒体によって抗力が増大するため、より高いトルク マージンが必要になります。たとえば、原油をポンプで送る場合と水をポンプで送る場合では、20% のトルク バッファーが必要になる場合があります。

4. 選択ガイド

磁気カップリングを選択するときは、次の点を優先してください。

トルク要件: アプリケーションの負荷要求を満たします。

効率性と耐久性: 動作条件下での長期的な信頼性を確保します。

費用対効果: 初期投資とメンテナンス要件のバランスをとります。

結論

トルク特性とそれに影響を与える要因を理解することは、磁気カップリングのパフォーマンスを最適化するために重要です。固定、トルク制限、電磁のいずれのタイプを選択しても、仕様とアプリケーションのニーズを組み合わせることで、効率的で信頼性の高い電力伝達が保証されます。