インバータ用電動機の始動電流について

Question

電気について詳しくなく、初歩的な質問で恐縮ですがご教示下さい。

１．状況
　工場設備のインバータ電動機（ポンプ駆動用、3相）の更新を計画しておりますが、将来的な需要（出力）UPを見越して、定格185kW（400V、定格電流値370A）のものを検討しています。一方、インバータ盤（160kWまで。240kVA、定格電流値346A）も追って更新予定なのですが、老朽化した電動機を先に更新するため、止むを得ずしばらくはこの組み合わせで使用できないかと考えております。現状、負荷は最大130kW程度のため、電流値だけで比べると問題ないかと考えております。

２．分からない点
　インバータの資料等を調べてみたのですが、VF制御などでも始動電流は定格値の100～200％程度までの電流値が流れると有りました。この場合、負荷の大小に関わらず、電動機の定格電流値　370A×200％＝740A　が流れるということになるのでしょうか？インバータ盤には過電流の保護回路がありますので、つまり、トリップして起動ができないということになるのでしょうか？

上記以外の情報も含め、何をもとに判断すべきかよく分かっていない部分もあり恐縮ですが、宜しくお願い致します。

Accepted Answer

＞VF制御などでも始動電流は定格値の100～200％程度までの電流値が流れる
これだけの情報で判断できないことは明白です。

“現状、負荷は最大130kW程度”であれば、更新予定の電動機を使った場合の
電流は、電動機の特性から見積もることができる筈です。現状より定格出力
の大きな電動機への更新ですから、130kW負荷時の力率はやや低下して、
現状よりも若干電流が増えると予想できます。しかしながら、インバータの
定格容量の240kVAを超えるほどには増加しないものと思います。つまり、定
常動作時は、現行のインバータ盤で問題無さそうです。

慎重な検討が必要なのは、始動時と思います。現状と同等の始動時間が要求
されるのであれば、インバータ容量よりモーター容量が大きい状況では、
問題を起こす可能性を消せないと思います。
負荷の性質にも依存しますが始動時間が現状よりも多少伸びても構わない
ならば、始動時の周波数変化を電流容量の範囲で調整することで、インバー
タの電流容量の範囲内で始動させることは、十分に可能性が高いと思います。
しかしながら、数kW程度の小形モーターではないので、選定に失敗すると
リスクが大きいと思います。

新規導入するモーターのメーカーと、既設のインバータ盤のメーカーに
事情を話して、お問い合わせのような使い方が可能か判断を求めることが
安全と思います。両社が同じ会社であれば、回答を得ることが比較的容易
と思います。モーターとインバータのメーカーが異なる場合でも、
インバータを更新前後で同じメーカーを選定する可能性が有れば、更新の
際にメーカー指定する旨を話せば、ご所望の回答を出してくれそうに思い
ます。

＞“現状、負荷は最大130kW程度”であれば、更新予定の電動機を使った場合
＞の電流は、電動機の特性から見積もることができる筈です。

上記には、“定常動作状態の”という条件を補って読んで下さい。
作文が不十分で失礼しました。

Answer

専門外なので恐縮ですが覚書として投稿させて頂きます。。。失礼
↓「400級モータの絶縁破壊とその対策」
・・・インバータ専用モータでない場合でかつ400級モータのでインバータ制御
は、それなりに難しいところもあるようですから「メーカーに相談」を薦めます

先日、この森で「インバーターの基礎知識」を教わりました。
「Vf制」,「センサレスベクトル制御」,「センサレスベクトル制御」などの
多種の制御方法があり、近年では進歩した制御方法があることを知りました。

私は機械設計士だが「IE3」問題もそれなりに講習を受けたが大きな問題です。
ポンプならギヤードモータは使わないが、モータ部分はやはり変わるんだろう。
某メーカはモータ部全長が幾分長くなるだけらしいが他メーカはどうですか？

Answer

最大の問題
負荷は何でしょう？

ファン、ポンプ類なら恐らく問題なく使えるでしょう
（加速時間を長くすれば加速電流は減らせれる）

コンベア、粉砕機の類は問題が大きい
空状態で起動して加速完了してからワーク投入
概ねそんな運転手順が多いのですが
その場合ならインバータが小さくても起動可能

でも、ワーク満載のまま異常発生して停止
その後の再起動はどーしましょう？
ワークを取り除けば再起動可能でしょうが
恐らくそのままでは再起動不能！
モータ容量から推定してかなり大きな機械でしょうね
ワークを人力で取り除ける？

繊維機械等で多数のローラが同期運転する機械とかでは
起動可能かどうかより速度安定性優先
起動できたとしても、速度誤差が大きかったら製品品質に影響する

２．２ｋｗとか５．５ｋｗ程度なら、
失敗覚悟でやってみてから判断しても損害はたかが知れてるが

１００ｋｗを超えると、工事費込みで数１００万円以上
失敗覚悟の実験は無謀ですね

インバータメーカを呼びつけて検討するのが最優先
「金出すからさっさと出て来い！」
と、言うくらいの強引さが必須

現行インバータの機能に「電流制限」とか「トルク制限」とか有りませんか？
（メーカに拠って用語が違うのでアレですが）
http://www.mitsubishielectric.co.jp/fa/products/drv/inv/pmerit/fr_e/e701.html
http://www.e-mechatronics.com/product/inverter/g7/feature/high_level.html
水ポンプなら現状インバータでそれらの機能を使う事により
過負荷トリップさせずに起動させることは可能です
過電流トリップする前に周波数や電圧を自動的に下げて過電流になるのを防ぐ機能です

それで圧力や流量が下がるかも知れませんが許容範囲の低下なら問題にはならないでしょう
あまり古すぎるとその機能は有りませんが、概ね１０年くらい前から多くのメーカに標準装備してます

もし、その機能が有るならモーター交換する前にテストする事は可能です
多くのメーカではデフォルトで１５０％とかに成ってます（過負荷レベル）
これを７５％とかにしてみます
現状の負荷率が約８０％（130kw/160kw）なのでそれより少し低い値に設定する
それで、問題なく運転出来るなら現行インバータで大きなモータも運転可能でしょう

それと、モーター交換の作業ですが
建屋天井を抜いて外からラフタークレーンで搬入とか？
じゃあないよね？
フォークリフトで現場まで搬入して、交換したモータも簡単に搬出出来るんですよね？

インバータ用電動機の始動電流について