モーターの定格電流と電源電圧の関係

Question

初歩的な質問で申し訳あれませんが、教えてください。

ポンプ設置にあたり、４４０Ｖ仕様　３．７ＫＷポンプをお客様より条件を戴き　納入した所　ポンプの仕様書に　４４０Ｖで７．９Ａが定格電流と記載されていますが、実際に運転して見ると　４５９Ｖで８．２Ａとなっておりました。

お客様から、定格の７．９Ａにならないのは、おかしいとの指摘がありました。

一般的に、１００Ｖより２００Ｖ　２００Ｖより４００Ｖの方が電流値は小さくなりますが、４４０Ｖで７．９Ａだと、オームの法則を当てれば　５５．６９オームとして　逆算で、４５９Ｖの場合÷５５．６９オーム（モーターの抵抗は変化しないとして）＝８．２Ａとなる訳ではないのでしょうか。

Accepted Answer

「電流は負荷に応じて変化します」また「電圧によっても変化します」
なのですが，もう少し納得がいく説明が求められることと思います。

モータに流れ込む電流を，機械的な負荷に対応する電流と，駆動力のもとと
なる磁力を発生させるための電流に分けて考えてみます。

機械的負荷に対応する電流（有効電流）と，磁力を発生させるための電流（無
効電流）は。位相が９０度ずれています。

負荷に対応する電流は，電圧×電流＝電力の関係が示すとおり，一定の機械的
負荷のもとでは，電圧が高いほど電流が減ります。

一方，磁力を発生させるための電流は，負荷に無関係に電圧に比例して増減
します。

電源電圧が定格値より上がった場合，機械的負荷に対応する電流（有効電流）
は減少して，磁力を発生させるための電流（無効電流）は増加します。
両者のベクトル和が入力電流となります。このような関係があるため，電圧
と負荷状態と入力電流の関係は単純な比例関係（線形）にはなりません。

お客様への説明は，単純に「負荷の軽重によってモータの入力電流は変化しま
す。」とした方が余計な混乱をさせずにいいと思います。「ちょっと過負荷気
味なので，流量を絞っておきます。」のように説明すれば納得頂けるように
思います。

Answer

ポンプやファンの場合、送る流体の量でモーターの負荷が変わりますよね。

定格7.9Aのモーターで8.2A流れてるとしたら、若干オーバーロード気味なので絞り弁で流量を絞ってポンプの負荷を減らすしかないと思います。
ファンやポンプは、流量を絞ると抵抗になって負荷が増加しそうな気がしますが、逆です。

Answer

電動機は誘導電動機でしょうか？誘導電動機はローターとステーターで構成
し，ステータに回転磁界を誘導するコイルを有しています。したがってその
電流-電圧特性は磁気回路を形成するため，鉄心の鉄損や負荷損とローターの
機械的なすべりの影響を受けます。回路インピーダンスも抵抗だけでなく，
リアクタンスも考慮する必要があります。そのため負荷状況で変動し，
オームの法則ような線形性は得られません。ただし定格近傍で負荷変動が
無いことを条件にすれば略線形計算が成り立つと言えるでしょう。
したがって提示の計算は一般的には成り立ちません。

Answer

一般的にポンプを駆動するモーターは抵抗性では無いのでオームの法則は適応できません。負荷によって消費電力が変化しそれに見合う電流が流れます。
ですからモーターの定格電流表示はメーカーの設定した定格負荷時の電流ですから実使用時にその通りになるとは限りません。

モーターの定格電流と電源電圧の関係