単相モータのインバータ駆動

Question

当方では、コンデンサランの単相誘導電動機を使っております。
60Ｈz地域相当での評価試験を行ないたく検討していましたが、
「単相モータのインバータ駆動はできない」と言うことが、
Ｗｅｂ検索して、大変によく理解できました。

しかし、当社の別の事業所には60Hz電源がありまして、
電源とは言っても、巨大なインバータなんですよ。
ここの事業所で、60Hz電源で単相モータを運転してるのです。

市販されているインバータと、
工場用電源のインバータには違いがあるのでしょうか？

インバータで速度制御をしたいのではなく、
60Hz運転での評価試験を行ないたいのが目的なのです。

内製の組込みモータを使っておりますので、三相モータに載せ替えはできないので
困っておるのです。。。。

回答ありがとうございます。
補足いたします。
その工場の60Hz電源を見た事があります。
発電機ではありませんでした。
2ｍ角程度の大きなインバータのようなものでした。

質問文章が分かりにくくて申し訳ありません。
当方の目的は、
「コンデンサランの単相モータで駆動する機械を、
５０Ｈｚ地域で、６０Ｈｚ駆動させて試験をしたい」です。

Answer

質問の意図がよく判らないのですが
周波数変換機もしくは正弦波インバータを探してるの？

周波数変換機
http://www.yamabishi.co.jp/product/inv/index.asp
産業用正弦波インバータ
http://www.yamabishi.co.jp/product/dcac/index.asp
http://www.alpsys.jp/standard/dc-ac/index.html#500g

民生用正弦波インバータ
http://www.rakuten.co.jp/onegain/505124/541608/
http://www.denryo.com/inveter/sk/index.html

太陽電池の普及により産業用でなく民生用でも
正弦波インバータは増えましたね
もしかすると正弦波インバータの選択肢は産業用よりも
民生用のほうが広くて安価かもしれない

ただ、民生用正弦波インバータは擬似正弦波の領域の留まる
もちろん金額最優先
でも実用範囲内のひずみ率ではある

産業用では商用電源よりきれいで完璧な正弦波が得られる　＜もちろんコストアップ
商用電源は高調波とか含まれるので案外汚い

Answer

＞当社の別の事業所には60Hz電源がありまして、
＞60Hz電源で単相モータを運転してるのです。

このような運転で問題がないことが実証されていることを提示なさっている
と理解します。

従って、インバータ駆動であっても、60Hz一定で動作させ、出力電圧波形が
正弦波と言う条件を満たすことができれば、工場用の大容量インバータでは
なく、モータ容量に見合った小容量のインバータを用いて単相モータを駆動
できると思います。

しかしながら困ったことがあります。モータと１対１で使うことを前提にし
た普通のモータ駆動用のインバータは、出力電圧が正弦波ではありません。
平均値が正弦波になるように、on-off比率を制御したPWM波形を出力します。
PWMによる出力電圧を平均化するL-Cフィルタを通してモータに給電すれば、
60Hz一定条件であれば、お問い合わせの単相モータを駆動できると思います。

L-Cフィルタの設計には、ある程度専門的な知識が必要です。また、適切な
L-C(コイル、コンデンサ）を入手できることも必要条件です。

運がよければ、L-CフィルタなしのPWM波形でも単相モータを駆動できると思
いますが、「評価試験」という目的に適合できるか見通しが悪いと思います。

「評価試験」に対して、運転条件をどの程度厳密に設定する必要があるか次
第のようにも思えます。

回答(1)さんの内容とかぶってしまったようです。
失礼致しました。

Answer

>当社の別の事業所には60Hz電源がありまして、
>電源とは言っても、巨大なインバータなんですよ。

事業所の巨大な60Hz電源の"変換方式"を確認して下さい。
一般的に[電動発電機]と言う装置があります。(*)
これは50Hzの電源によりモータを回転させます。このモータの軸に
60Hzを発生する発電機を直結して、60Hzの電源を作り出します。

この方式ですと、出力電圧の波形は正弦波ですので、三相の電源の内
2本を接続しますと単相電源として問題なく単相モータを回転させる
ことができます。

パワートランジスタを使用した産業機械用のインバータですと、出力
電圧の波形が擬似的な正弦波(*)となっています。
このため、インバータの出力が60Hzとした時、同じ負荷トルクで運転
しでも回転速度が微妙に異なります。
また、運転電流も異なり、モータの温度上昇値も変ります。

これらを総合的に評価した場合、インバータで試験しましたとは言え
ますが、[正規の60Hzの電源で評価試験をしました。]とは言えない
状態になります。
ただし、実際の工作機械や生産装置等で運転している場合には、
この差は殆ど問題ない状態ですので、多くの装置に使用されています。
(ただし、単相モータは適用不可です。)

と言うことで、事業所の60Hzの電源の仕様を確認されて[電動発電機]
であれば、事業所へ持ち込み、60Hzの試験を実施する。または、
[試験設備用電動発電機]が市販されていますのでこれらを購入する
ことをお勧めします。次のURLをクリックして参考にして下さい。

[試験設備用電動発電機]
http://www.yawata.co.jp/products/pro_01b.html

(*)上記の他にインバータの出力側に特殊フィルタ回路を設けて
商用電源の正弦波波形に近づけた装置があります。
コンピュータの無停電電源装置(UPS)が該当します。これらは
パソコン用から銀行や工場生産管理等の電算機の用途まで多数製造
されています。
モータの始動電流などに耐える容量の大きい装置を用意すれば、
単相モータの運転は可能だろうと思います。
ただし、試験設備として商用電源との差がないと言えるかは、その
装置の仕様(電圧歪み率等)次第ですので、メーカに確認する必要が
あるでしょう。

単相モータのインバータ駆動とは？