モーターに軸電流が発生するのはなぜですか？それを防止・制御するにはどうすればよいでしょうか？

軸電流は、高電圧モーターや可変周波数モーターにとって一般的で避けられない問題です。軸電流はモーターのベアリングシステムに大きな損傷を与える可能性があります。そのため、多くのモーターメーカーは、軸電流の問題を回避するために絶縁ベアリングシステムやバイパス対策を採用しています。軸電流の発生は、モーターのシャフト、ベアリング、ベアリング室で構成される回路を時間とともに変化する磁束が通過することによって生じ、回路がオンになるとシャフトに軸電圧が誘起され、電流が発生します。これは低電圧・大電流の物理現象であり、モーターのベアリングシステムに大きな損傷を与え、電気腐食によってベアリングを短期間で破壊します。モーターコアパンチングは、ベースにスロットが配置された扇形のシートです。大型モーターの分割コアとローターの偏心は、軸電流発生の重要な要素です。したがって、軸電流は大型モーターの主な問題となります。

軸電流の問題を回避するためには、部品や構成要素の選定と設計において、軸電流を発生させる要因を理論的に排除するための必要な対策を講じる必要があります。円周上の継ぎ目数Sは、Sとモータ極対数の最大公約数tとの関係によって制御および調整されます。S/tが偶数の場合、軸電圧発生の条件が満たされないため、当然軸電流は発生しません。S/tが奇数の場合、軸電圧が発生し、軸電流が発生する可能性が非常に高くなります。このタイプのモータが産業用周波数モータであっても、軸電流の問題が発生します。したがって、大型モータでは、一般的に軸電流を回避するための対策が講じられます。

さらに、可変周波数モータの高次高調波も軸電流の原因の一つです。可変周波数モータの出力に関わらず軸電流が発生する可能性があるため、多くの小型可変周波数モータは絶縁ベアリングを使用し、ほとんどの高出力モータは絶縁エンドカバーを使用するか、軸ベアリング位置に絶縁対策を施します。可変周波数モータと一般的な産業用周波数モータ部品との互換性を確保するために、一部のメーカーはベアリングカバー位置にバイパス対策を施します。