
Permanent Magnet Synchronous Motor
永久磁石同期モーター
永久磁石同期モーター(PMSM)とは、ローター(回転子)に永久磁石を使用し、ステーターの回転磁界と同期して回転する同期モーターのことです。
交流電流によってステーターに回転磁界が発生し、その磁界にローターの永久磁石が引き込まれることで、電源周波数に同期した回転速度で動作します。
PMSMは、高効率・高出力密度・高精度制御が可能なため、サーボモーター、産業ロボット、電気自動車、精密機械などの高性能モーション制御で広く使用されています。
■PMSMの基本構造
永久磁石同期モーターは次の構成で動作します。
ステーター(固定子) ↓ コイル ↓ 回転磁界 ↓ ローター(永久磁石)
ステーターの回転磁界にローター磁石が同期して回転します。
■PMSMの動作原理
<回転の仕組み>
交流電流 ↓ 回転磁界発生 ↓ 永久磁石ローター ↓ 同期回転
この同期回転により、高効率で安定したモーター駆動が可能になります。
■PMSMの特徴
◆特徴 | ◆内容 |
高効率 | 電力損失が少ない |
高出力密度 | コンパクト |
高精度制御 | サーボ制御可能 |
低発熱 | エネルギー効率 |
そのため、高性能モーターとして広く使用されています。
■PMSMの種類
PMSMには主に2つの構造があります。
◆種類 | ◆特徴 |
表面磁石型(SPM) | 高速回転 |
内部磁石型(IPM) | 高トルク |
電気自動車ではIPMモーターが多く使用されています。
■FA・ロボットでのPMSM
工場の自動化設備では次の用途で使用されます。
◆用途 | ◆内容 |
サーボモーター | 位置制御 |
産業ロボット | 関節駆動 |
協働ロボット | モーション制御 |
精密機械 | 高速回転 |
多くのサーボモーターは、PMSM構造をベースにしています。
■PMSMとBLDCモーターの違い
似たモーターとして「BLDCモーター」があります。
◆項目 | ◆PMSM | ◆LDC |
駆動波形 | 正弦波 | 矩形波 |
制御方式 | ベクトル制御 | 電子整流 |
回転 | 滑らか | やや脈動 |
PMSMはより滑らかな回転特性を持ちます。
■PMSMのメリット
◆メリット | ◆内容 |
高効率 | 電力消費削減 |
高トルク | 強力駆動 |
高応答性 | 高速制御 |
コンパクト | 小型化可能 |
そのため、ロボットやEVなどの高性能モーターとして使用されています。
■まとめ
永久磁石同期モーター(PMSM)とは、ローターに永久磁石を使用し、回転磁界と同期して回転するモーターです。
高効率・高精度制御が可能なため、サーボモーター、産業ロボット、電気自動車などの高性能モーション制御で広く採用されています。
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