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大電圧ポンプでACモータよりBLDCモータが使える理由

「モータ」は様々なアプリケーションに使用され、その種類も豊富です。
今回は大電圧の送水ポンプに使用されるモータに必要なスペック5つを、ACモータとブラシレスDCモータ(以下BLDCモータ)で比較したデモンストレーション動画の内容をご紹介します。

デモではTexas Instruments社製(以下TI社)のモータ・ドライバやリファレンスデザインが使われており、最後に製品紹介もありますので、ぜひご覧ください。

ACモータ/BLDCモータを使った送水ポンプ デモ動画

動画の流れ

0:00 - 1:06 送水ポンプ デモ構成
  • 左下:ACモータ、右下:BLDCモータ
    2つのモータが同時にくみ上げた水は、左右外側のパイプを通り中央のパイプから戻る
  • 上部:デジタルメータは組み上げた水の流速を管理、下部:LCDパネルはモータの消費電力を管理
  • 使用するデバイス:AC誘導モータ(120V)、BLDCモータ、AC to DC Flybackコンバータ、TIDA-01493
  • BLDCモータ側にはAC to DCコンバータを接続することで、同一のAC電源を使用し5つのポイントを比較

1:06 - 2:48 BLDCモータを使う5つの利点を紹介
押さえておきたいポイントで詳しく紹介しておりますので、そちらをご覧ください

押さえておきたいポイント

"大型装置の駆動=ACモータ" だけではない、BLDCモータが使える5つの理由

AC-DCコンバータを使用して、同じAC電圧で同じ量の水をくみ上げるときの動作を比較すると...

  1. 必要な電力は31%削減
  2. モータの体積は75%削減
  3. ノイズは13%軽減
  4. 対応可能なAC入力電圧範囲が広い=様々な国や地域で使用可能
  5. 速度制御が可能=様々な用途・場面で使用可能
ACモータとBLDCモータを使った場合の比較表
利  点 項  目 ACモータ BLDCモータ
1 電力 44.3W 30.5W
(ACモータに対し31%の電力削減)
2 サイズ - ACモータに対し1/4の体積
3 ノイズ 77db 64db
(ACモータに対し13%のノイズ減)
4 AC入力電圧/周波数の
対応範囲
単一AC電圧
単一周波数
88 - 265 [V]
50 - 60 [Hz]
5 速度制御 固定 可変
(223 gallons/minから4 gallons/min)

BLDCモータの対象アプリケーション

  • 扇風機およびシーリングファン
  • 空気清浄機および加湿器
  • 乾燥機の循環ファン
  • 排水ポンプおよび送水ポンプ

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アプリケーション例 イメージ図

デモ動画で使用したTI社BLDCモータ・ドライバ

DRV10987

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DRV10987

DRV10987は三相のセンサレス180°正弦モータ・ドライバで、パワーMOSFETが内蔵されており、最大2Aまでの連続駆動電流を供給できます。

このデバイスは低ノイズで、外付け部品数の少ないファンやポンプ用途向けに特化して設計されています。

TIDA-01493

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TIDA-01493

TIDA-01493は DRV10987を搭載したセンサレス・ブラシレス DC (BLDC)モータ・ドライバのリファレンスボードです。

アプリケーションは、乾燥機のファン、排水ポンプ、空気清浄機などが対象となります。これらのアプリケーションでは、水分からデバイスを守るため、基板が封止剤で覆われているケースが多いです。デバイスの温度が高温になると、封止剤が融解することがあるため、本リファレンスデザインは融解する温度に達しないようDRV10987の放熱を最適化しています。

本製品はTIサイトおよびMacnica-Mouserサイトで販売はしておらず、設計データを提供しています。

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