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。
$$Ns=\frac{120f}{p}$$
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。
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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。
