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同期ドラムモーターと非同期ドラムモーターの比較

食品グレードのコンベアシステムにおいて、同期ドラムモーターが長期的な選択肢として最適な理由

食品業界では、あらゆる部品が衛生面、効率、長期的な信頼性に貢献しなければなりません。見過ごされがちですが、安全性とエネルギー効率の両方において重要な役割を果たしている部品の一つがドラムモーターです。
長年、非同期モーターがコンベヤ用の標準的な選択肢としてよく知られ、採用されてきました。しかし、課題もあり、特に食品グレードの環境ではオイル漏れ、エネルギーのロス、速度制御の制限といった問題が繰り返し発生します。
そこで、同期ドラムモーターがよりスマートな選択肢となります。同期ドラムモーターにより、衛生面が強化され、運転コストが減り、全体的なパフォーマンスが向上します。この記事では、なぜ同期ドラムモーターへの切り替えが理にかなっているのか、なぜその投資が予想よりも早く回収できるのかを説明します。

文:NGI DriveTech、グローバルセールスマネージャー、マティーアス・K.サアアンスン

”食品加工では、衛生面、エネルギー使用量、稼働時間のいずれにおいても妥協は許されません。同期ドラムモーターへの切り替えを進める企業が増えていますが、それは高性能だからというのはもちろん、数字の裏付けがあるからです。

マティーアス・K.サアアンスン(Mathias K. Sørensen)NGI DriveTech、グローバルセールスマネージャー

オイルなし、汚染リスクなし

非同期モーターは冷却にオイルを使用しています。これは無視できないリスクをもたらします。時間の経過とともにシールが摩耗したり、ベルトの張力によってモーターが設計限界を超えたりする可能性があるからです。オイル漏れが起こると、多くの場合、損傷が生じたり、最悪の場合は生産ゾーン内で汚染が発生したりするまで気づかれません。
NGIの同期ドラムモーターは完全にオイルフリーです。オイルを使用しないため、漏れの可能性も、定期的な点検が必要なシールも、食品ゾーンが汚染されるリスクもありません。これにより、食品安全リスクが大幅に低減され、HACCPなどの衛生基準への準拠が容易になります。

データに裏付けられた高効率

なぜ同期モーターに置き換えるべきか、その最も説得力のある理由の一つはエネルギー効率です。NGIの同期モーターは、電気的入力の最大95%を機械的出力に変換します。一方、非同期モーターは、鉄、銅、機械的摩擦により大きな内部エネルギー損失が発生します。


この違いがもたらす影響は大きく、あるフードプロセッサーのケースでは、モーター1台当たり年間500ユーロ以上の電気代を節約できました。数十台のモーターが使用されていたため、コスト削減効果はすぐに現れました。

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全速度域で安定したトルク

非同期モーターは低速域でトルクが低下するため、大型化しない限り可変速プロセスでの使用は困難です。トルクが一定でないと、不要なエネルギー消費や部品在庫の複雑化につながる可能性があります。


NGIの同期モーターは、幅広い速度範囲で最大トルクを維持します。高速の包装ラインでも、低速で繊細な製品を扱う場合でも、1台のモーターで両方の用途に対応できます。これにより、柔軟性が向上し、在庫管理が必要なモーターの種類を削減できます。
ある実例では、複数の非同期モーターを3種類の同期モーターに置き換えただけで、在庫管理の簡素化とメンテナンスの複雑さの軽減に成功しました。Marel社の記事はこちら


トルク-速度曲線の比較から、その優位性が確認できます。NGI同期モーターは、定格速度の10%から100%までフラットなトルクを維持するため、起動/停止操作やプロセス変動がある食品ラインに最適です。

動作温度が低いため寿命が延びる

同期モーターは効率が高いため、より低温で動作します。モーター内部の熱損失が少なく、冷却用のオイルも必要ありません。これは製品寿命に直接影響します。


当社のモーターは、性能試験の全負荷時でも常に40℃以下で動作します。温度が低いことで絶縁体や軸受への負荷が軽減され、平均故障間隔(MTBF)の延長につながります。つまり、故障や緊急修理の回数が減り、サービス間隔が長くなります。

徹底的なハイジェニックデザイン

NGIの同期モーターはすべてIP69K規格に適応しており、高圧・高温の洗浄に耐えられます。しかし実際の設計はIP規格をはるかに上回るものです。
モーター表面は滑らかで、自己排水性があり、細菌が蓄積する可能性のある露出したボルトや隙間はありません。すべての材料はFDA承認の洗浄剤に適合し、衛生的な加工機器に関するEHEDGガイドラインに沿って設計されています。
このため、食肉、乳製品、ベーカリーなど、衛生管理が重要で、すべての洗浄を迅速かつ効果的に行う必要がある食品加工環境に最適です。

 

簡単な設置とレトロフィット

当社のモーターは、多くの標準的な非同期ドラムモーターと同じ設置面積に収まるように設計されています。そのため、レトロフィットも容易です。外形寸法、シャフト形状、ケーブル配線オプションはすべて、迅速な交換をサポートします。
互換性を確保するために、詳細な技術図面と配線図を提示いたします。ほとんどの場合、同期モーターへのアップグレードにコンベヤの設計変更は必要ありません。

 

標準VFDに適合

同期モーターの速度制御には、可変周波数ドライブ(VFD)が必要です。当社のモーターは、お客様のアプリケーションのニーズに応じて、オープンループ制御とクローズドループ制御の両方に対応しています。
市販されているほとんどの産業用VFDが使用でき、最適なVFDを選択・設定するためのガイダンスも提供しています。設置後は、スムーズな速度遷移、安定したトルク出力、正確な加減速制御を実現します。

 

コストとROI - 回収可能な投資

「同期モーターの方がコストがかかるのでは?」という質問がよくあります。調達時点での答えは「はい」です。しかし、それはほんの一部のコストに過ぎません。
総所有コストを計算してみると、数字がすべてを物語っています。省エネルギー、オイル関連のメンテナンス不要、耐用年数の長さ、計画外停止の減少という効果により、ほとんどのお客様は12ヶ月以内に投資回収を実現しています。

投資回収期間は、NGIのドラムモーター専用のROI計算機で簡単に計算できます。現在のエネルギーコスト、モーター使用量、メンテナンスの数値を入力すれば、アップグレードのコストをどのくらいで回収できるかをすぐに確認できます。

食品加工の未来に貢献

同期ドラムモーターが実現するのは、技術的な改善だけではありません。よりクリーンな生産、環境負荷の低減、より優れた運転制御をサポートします。


モーターの新設やレトロフィットを計画または検討中ですか?NGIのDriveTech製品群は、衛生面や信頼性を妥協することなく、より高い性能を発揮します。

適切なモーターの選定や、現在のアプリケーションの投資利益率 (ROI) の計算にサポートが必要ですか?

ぜひ直接お問い合わせください。お客様の評価をサポートし、自信を持って前進できるようお手伝いいたします。

Mathias K. Sørensen, Global Sales Manager  DriveTech, NGI

著者のマティーアス・K.サアアンスンについて 

私は食品業界で10年近くの経験があり、生産ラインのメンテナンス、最適化、衛生設備の分野を担当してきました。水産加工施設のメンテナンスマネジャーとしてキャリアをスタートさせ、そこで施設全体のメンテナンスを監督し、さまざまな生産機械を扱って実務経験を積んできました。

過去4年間では、NGIチームの一員としてお客様と緊密に連携し、それぞれの用途に最適なソリューションを模索してきました。機械メーカーをサポートする場合でも、食品メーカーの技術チームと連携する場合でも、設備が最終的に性能と衛生面の両方で期待に応えられるようにすることに注力しています。私が常に目標としているのは、机上の空論ではなく、実際に機能するソリューションを提供することです。

 

最適なドラムモーターをご案内いたします

最適なモデルを選定し、導入するサポートをいたします。NGIでは、最新の技術、長期の信頼性、サービスへの情熱を融合させ、お客様から高い評価をいただいています。当社のドラムモーターで次世代のコンベヤシステムを設計しましょう。

 

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Mathias K. Sørensen
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Global Sales Manager

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Peter Nyholm Jørgensen
Peter Nyholm Jørgensen
Head of Application Engineering, DriveTech

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