
Synchronous Motor
同期モーター
同期モーターとは、電源の交流周波数に同期した回転速度で動作する電動モーターのことです。モーター内部の回転磁界(回転する磁場)とローター(回転子)の回転速度が一致して回転するため、「同期モーター」と呼ばれます。
一般的な誘導モーター(インダクションモーター)では、回転磁 界とローターの回転速度にわずかな差(スリップ)が生じますが、同期モーターではスリップが発生せず、常に一定の速度で回転するという特徴があります。
この特性により、高精度な回転制御や高効率な駆動が求められる産業設備で使用されています。
■同期モーターの基本原理
同期モーターは次の原理で動作します。
固定子(ステーター) → 回転磁界発生 ↓
回転子(ローター) → 磁界に同期して回転
回転速度は電源周波数によって決まります。
同期回転速度の計算式
Ns = 120f / P
◆記号 | ◆意味 |
Ns | 同期回転速度 |
f | 電源周波数 |
P | 極数 |
■同期モーターの特徴
◆特徴 | ◆内容 |
一定速度 | 周波数に同期 |
高効率 | 電力効率が高い |
高精度 | 回転速度安定 |
力率改善 | 電力品質向上 |
そのため、高精度回転 制御に適したモーターです。
■同期モーターの種類
同期モーターにはいくつかの種類があります。
◆種類 | ◆特徴 |
永久磁石同期モーター(PMSM) | 高効率 |
リラクタンス同期モーター | 高効率 |
電磁励磁同期モーター | 大型設備向け |
現在のFA設備では、**永久磁石同期モーター(PMSM)**が多く使用されています。
■FA・産業設備での同期モーター
同期モーターは次のような用途で使用されます。
◆用途 | ◆内容 |
サーボモーター | 精密制御 |
産業ロボット | 多軸制御 |
CNC工作機械 | 主軸駆動 |
電動車 | 駆動モーター |
高効率設備 | 省エネ用途 |
多くのACサーボモーターは同期モーター構造を採用しています。
■同期モーターと誘導モーターの違い
◆項目 | ◆同期モーター | ◆誘導モーター |
回転速度 | 一定 | スリップあり |
制御精度 | 高い | 中程度 |
効率 | 高い | やや低い |
用途 | 精密機械 | 一般機械 |
精密制御用途では、同期モーターが適しています。
■同期モーターのメリット
◆メリット | ◆内容 |
高効率 | 電力消費低減 |
高精度回転 | 速度安定 |
高トルク | 強力駆動 |
省エネ | 効率運転 |
そのため、ロボットや高性能モーターの基盤技術として利用されています。
■まとめ
同期モーターとは、交流電源の周波数に同期した回転速度で動作する電動モーターです。
高効率で回転速度が安定しているため、サーボモーターや産業ロボット、CNC工作機械などの精密制御装置で広く使用されています。
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