ポンプを選定する際に、「極数」という言葉が出てきます。正確には電動機の極数なのですが、これは何を意味しているのでしょうか。
今回は、ポンプの極数とは何かについて解説していきたいと思います。
こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらもどうぞ。
極数とは
ポンプにつながっているモーターの断面図をイメージしてください。内部には回転子と呼ばれる軸とつながった構造の部品があり、その外殻に固定子とも呼ばれる磁極があります。磁極はS極とN極が隣り合わせになるように設置されています。
この磁極の数のことを極数と呼びます。
下図のように２ずつ増えていき、2極や2Pなどと呼びます。Pはpole（極）という意味です。
この構造は直流モーターでも交流モーターでも同じです。
またモーターによって回転子と固定子が、電磁石であったり永久磁石であったりと異なりますが、極数に関していえば関係ありません。
極数を変えるとどうなる？（交流）
交流で動く誘導電動機の回転数は以下の式で表され、周波数に比例し、極数に反比例することがわかります。
Nsは回転数（r/min）、fは周波数（Hz）、Pは極数です。電極数が増えると回転数が小さくなることがわかります。
このような原理のため、モーター回転速度を下げるために、固定子巻線を切り替えることで曲数を変化させる方法があります。
しかし実際にはあまり多くないようで、インバータ制御と呼ばれる周波数を変化させる方法がよく採用されています。インバータ制御に関する記事もありますのでご覧ください。
-
【自動制御】インバータ制御って何？メリットデメリットは？
製造業の世界では、「インバータ制御で省エネ」なんて言葉をよく聞くのではないでしょうか。ところが電気分 ...
続きを見る
使い分けとしては、速い回転が求められるファンやコンプレッサーなどには２Pや４Pが用いられ、大きなトルクが求められる装置には６P以上が採用されることが多いです。
極数を変えるとどうなる？（直流）
直流モーターの場合、極数が上げるとトルクが上がりますが、回転数に変化はありません。
回転数は磁界の強さによってのみ変化し、電磁石に流す電流を増減させることで回転速度を変えることができます。
まとめ
- 極数とはモーター固定子の磁石のセット数のこと。
- 誘導電動機では、極数を増やすと回転速度が下がりトルクが上がる。
- 直流の場合は極数を上げても回転数は変わらない。
基礎的な内容でしたが、意外と見落としている点もあったのではないでしょうか。ぜひ復習してみて下さい。
ポンプ
2022/4/10
【ポンプ】NPSHとは何か。考え方、計算方法について解説します
ポンプを選定する際に重要な指標としてNPSHがあります。 NPSHの考え方を間違えて、ワンポイントでポンプを選定すると非定常な運転時に異常が発生しポンプが故障するなどの事故につながります。この記事ではポンプのNPSHについて、考え方や計算方法を解説します。 NPSHとは NPSHはNet Positive Suction Headの略でポンプを選定する際に、どの程度の流入水頭を確保できるかを示す指標で単位はm（メートル）で表されます。 NPSHにはNPSH available（有効吸込ヘッド）とNPSH ...
ReadMore
ポンプ
2022/4/10
【ポンプ】ポンプの台数制御とは、仕組み、メリット、デメリットについて解説
液体の輸送に必要な機器であるポンプは工場の稼働状況や時間帯によっても、必要な液量が変わる現場が多いです。 そんな場合はポンプの台数制御を行うという考え方があります。 この記事ではポンプの台数制御とは何か、そのメリットやデメリットについて解説します。 ポンプの台数制御とは ポンプは２４時間稼働させることが多く、流体を吐出するには大きなエネルギーが必要です。一方、使用先の必要量（ここでは負荷と呼びます）はいつも最大とは限りません。 そこで無駄なエネルギーを削減するための方法の一つとして「複数台のポンプを設置し ...
ReadMore
ポンプ
2021/11/14
【ポンプ】軸動力を計算する方法は？
ポンプを選定するときに、どのぐらいの大きさのモーターが必要になるのか計算で求めたいことってありますよね。今回はポンプの流量や差圧から軸動力を求める方法について解説したいと思います。 ポンプの軸動力を計算する方法 ポンプの軸動力は次の手順で求めることが出来ます。 ポンプの流量を求める ポンプの必要差圧を求める 流量と差圧をかける ポンプ効率で割る 実際に例を交えて解説します。 ポンプの流量を求める まず、ポンプの必要流量を求めます。 特に計算式があるわけではなく、使用先でどれだけの流量が必要かをリストにして ...
ReadMore
ポンプ
2022/3/3
【ポンプ】真空ポンプの原理とは？タイプ別に紹介！
以前の記事で、真空ポンプの種類について解説しましたが、「どうやったら真空が生み出されるのか」という原理的な面での解説が足りていなかったように思います。 今回は、真空ポンプの種類別に、真空状態を作り出す原理を詳しく解説していきたいと思います。 真空のはじまり 真空ポンプ、ではありませんが、真空の作り方として最も初期の活用例をご紹介します。 産業分野で最も初期の蒸気機関として知られる、ニューコメン機関をご存知でしょうか？ トーマス・ニューコメンは産業革命の中心的存在であった、ジェームス・ワットよりも前に蒸気機 ...
ReadMore
ポンプ
2021/8/30
【ポンプ】粘度とポンプの関係、使い分けは？
数多くあるポンプの型式ですが、液体の粘度によって向き不向きがあることはご存知ですか？ 今回は、高粘度の液体を輸送するためのポンプについて解説します。 粘度とは 粘度とは、流体のねばりの度合いを数値化したもので、µ（ミュー）が記号として用いられます。 単位はPa・s（パスカル秒）が一般的に用いられます。µは、液体の中で板が動くときに、板の移動方向とは逆方向に働く力である剪断応力（物体の断面に発生する力）を測定したときの比例定数です。 粘度に対し、流体の動きにくさを表したものを動粘度と呼びます。配管の圧力損失 ...
ReadMore
