産業用ドライブ

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産業用ドライブは、次世代のファクトリ･オートメーションに欠かせない要素として、生産現場のあらゆる場所で様々なアプリケーションに使用されています。シャフトの回転やポンプ、ファンの駆動など、ニーズに応じてさまざまなモータが利用されています。ドライブ内の電気モータには、ブラシ付き / ブラシレスDCモータや可変速ドライブ、単層 / 3相ACモータなどが幅広く使用されています。

産業用ドライブでは、適切なモータ、ドライブやインバータ、およびスイッチを用いて正確な速度 / トルク / 位置制御を行います。また、通信リンクによりインダストリアルIoT（IIoT）に対応します。

STの製品およびソリューション

STは、8bitマイクロコントローラSTM8、32bitマイコンSTM32、パワー･ディスクリート製品（IGBTやパワーMOSFETなど）、および数Wから数十kWの電源に対応したスケーラブルかつ高効率なパワー段の構築に貢献する、集積型パワー·モジュール（IPM）を提供しています。

また、幅広い高性能オペアンプ、コンパレータ、スイッチング･レギュレータやリニア･レギュレータ、予知保全を実現するMEMS慣性センサおよび環境センサ、および様々なソフトウェア / ハードウェア評価ツールの提供により、開発･設計期間の短縮をサポートしています。

産業用モータ制御およびドライブ
- 産業用ドライブ･アプリケーションでは、モータの負荷や速度、加減速、およびデューティ･サイクルを考慮する必要があり、これらは、馬力やトルクの要件を決定する基準となります。また、馬力の可変性を決定する際には、モータ速度とロータ位置の制御を考慮する必要があります。
  
  可変馬力 / 一定トルク
  
  一定のトルクによって駆動する可変馬力のアプリケーション例としては、ギア･ポンプやクレーン、およびベルト･コンベヤ用のドライブなどがあります。これらのアプリケーションでは多くの場合、負荷が一定であるため、ACまたはDCの定速電気モータが使用されます。
  
  一定馬力 / 可変トルク
  
  可変トルクによって一定馬力のアプリケーションを駆動する際は、多くの場合にDCモータやサーボ･モータ、閉ループ制御を備えたACモータが使用されます。ロール･ツー･ロール装置での巻き戻しや巻き直しなどのアプリケーションに利用できます。
  
  可変馬力 / 可変トルク
  
  遠心ポンプやファン、ミキサ、およびかくはん機などは、可変トルクによって駆動される可変馬力のアプリケーションです。このようなアプリケーションでは、速度に比例して負荷が増すため、可変周波数ドライブ（VFD）が適切なソリューションとなります。
  
  リニア･モーション･ドライブやアクチュエータにおいては、多くの場合に、ロータとステータの正確な位置制御が求められます。一方で、プレス装置やテンション･コントロール･システムでは、正確なトルク制御が必要となる場合があり、その場合、高性能を実現するために、フィードバック制御システムを備えた産業用のサーボ･ドライブやステッピング･モータが多く使用されます。
産業用ドライブのアプリケーション例
- 生産現場において、産業用モータ制御はさまざまなアプリケーションで使用されています。産業プロセスの自動化や、クラウドへのドライブの接続は、Industry 4.0とも呼ばれる次世代のファクトリ･オートメーションにおいてきわめて重要です。ファンやポンプ、サーボ･ドライブやリニア・モータなど、様々なアプリケーションに活用されています。
  
  電気モータ駆動の産業用ポンプ
- ACドライブ
  
  ACドライブには、速度とトルクを制御するための周波数コントローラを備えた、単相誘導モータや3相ブラシレスDCモータが一般的に使用されます。可変周波数ドライブ（VFD）やフィールド指向制御（FOC）といった制御手法や、複数の信号を用いてドライブをより正確に制御する多相モータが使用されることもあります。
- ファン
  
  ファンは、工場のさまざまなアプリケーションにおいて、換気や冷却、排煙などに幅広く利用されています。ファンの種類（軸流 / 遠心 / 横流）、およびブレードのサイズや形状を慎重に選ぶ必要があり、そのためには適切なモータを選ぶ必要があります。ブレードのサイズや必要な回転速度に応じて、ブラシ付き / ブラシレスDCモータや、単相 / 3相のAC誘導モータなどが使用できます。
- フォークリフト
  
  電動フォークリフトでは、車輪や重い積荷を持ち上げるための油圧ポンプの駆動など、様々な部分に産業用ドライブが使用されます。パワートレインと油圧アクチュエータは一般的に、高出力の低電圧インバータによって制御される、永久磁石DCモータ（PMDC）で作動します。
- ポンプ
  
  ポンプは、工場など多くの産業用環境で使用されており、用途に応じて構成部品やサイズ、形状を慎重に選択する必要があります。また、適切なタイプのモータ（汎用 / ブラシ付き / ブラシレスDCモータ / 単相または3相誘導モータ）や対応するモータ･ドライブの選択も、システムに必要な総合性能を実現するうえできわめて重要です。
- サーボ･ドライブ
  
  産業用サーボ･ドライブは、モータの加速度や回転速度、および位置調整において、きわめて高い精度が求められる場合に使用されます。高速での位置制御が求められるロボティクスや、レンズのオートフォーカス、アンテナの位置調整といった高い精度が必要とされるアプリケーションにおいて、多く使用されています。これらのアプリケーションでは、3相誘導モータ･ドライブやブラシレスDCモータにおける高度なフィードバック制御ループも利用されます。