アメリカ製機械、山梨工場納入【注意点】

Question

初めまして。
アメリカ製の機械を日本で稼働させる場合の注意点、アドバイスを頂きたく書かせて頂きました。

アメリカ製の機械は240V/60Hzとなり、日本の納入工場は200V/50Hzとなります。
機械側のHzが工場側のHzより高いこの場合、機械本来の性能を発揮出来ないとの記述を見つけました。
電圧なども機械側が高い状態です。
ここに単相や、三相の話などが混ざると正直私は混乱してしまい、一度業界の方のアドバイスを聞きたく思いご連絡しました。
機械自体は飲料の缶詰巻き締め機となります。
飲料を缶に充填し、缶の蓋を巻き締めるようなマシーンです。
ぐちゃっとした内容ですみませんがどなたかお力添え頂けると非常に助かります。

何卒よろしくお願い申し上げます。

Accepted Answer

機械装置を発注する際、
「モーターやこれを駆動する制御盤等の電源仕様は 3Φ200V／50Hzと
すること。」と指定したら良いと思います。

モーターの種類により異なりますが、240V／60Hzのモーターが取り付け
られたまま、200V／50Hzで運転しますと
電圧が不足(200V／240V＝83.3％)し、
トルク(回転力)が[(200V／240V)^2＝69.4％]になります。
トルク(回転力)が大幅に低下しますので、缶詰巻き締めするための力が
足りませんので、缶詰の巻き締めが十分できず、最悪の場合、モーター
が回転できない状態のままにしておきますとモーター焼損することも
考えられます。
また、モーターが標準電動機ですとモーターの回転速度は電源周波数に
比例しますので回転速度＝(50Hz／60Hz＝83.3％)に低下します。
電源電圧が正常としても装置の回転速度が低くなりますので缶詰の生産量
が計画していた生産量の83.3％になることが予想されます。

また、モーターを駆動する制御盤も不足電圧状態(83.3％)ですので、正常に
動作するか、動作しないかの限界状態です。

以上のようなことが考えられますので、最初に書いた文章の通り、
「電源の仕様は 3Φ200V／50Hz」
と指定することをお勧めします。

既に輸入済みであれば、改造が必要です。
制御盤に収納されている電気機器類を交換する必要がありますので、
電気回路(主として強電)に詳しい方に相談することをお勧めします。

また、回転速度を上げるため、減速機のギヤー比を変更する必要があり
ますので、機械機構に強い方に相談する必要もあります。

Answer

おまけ。写真は200V 60Hzの装置のモーターの銘板です。モーターの銘板に何と書いていようと、この装置は200V 60Hzで使用しなければなりません。なぜなら200V 60Hzで定格風量に調整して工場検査に合格したからです。しかし銘板を見れば想像できるように、メーカーは簡単に対応できるのです。こういうこともありますが、それを考えるのはあくまでもメーカーです。

Answer

インバータを使って50Hz→60Hz変換を行うことは可能です。
更に、トランスを使うことで200V→240Vに昇圧が可能です。
1-2次巻線が分離したトランスは、大型でコストが嵩みますが、オートトランスを使えばコストを抑えることが可能です。

モーターと変速機を全て入れ替えるか、電源にインバータ＋トランスを追加した方がよいか、専門家を交えて検討することをお勧めします。初期コストだけで判断して、メンテナンスに大きな課題を残すこともありますので、慎重に判断した方が良いと思います。

Answer

メーカーに電源の仕様を伝え対応させます。なぜなら、故障した時修理するのはメーカーだからです。

Answer

>機械自体は飲料の缶詰巻き締め機となります。
恐らく、モータは三相誘導モータ直入れ駆動でなく
インバータかサーボモータと思われる
前出の先生方の説は直入れ駆動の場合に限定される
つまり、周波数の違いは気にするほどではないでしょう
更に電圧の違いは誤差の範疇に過ぎない
まぁ、２００Ｖで使用すると許容限界ギリギリではあるが

そんな事よりももっと重要な事
それはアメリカの電源は三相スター結線Ｎ相付き
https://www.jstage.jst.go.jp/article/ieiej/31/3/31_182/_pdf
どーゆーことか
電源投入すると何もしなくとも漏電ブレーカが飛んでしまうって事

対策は漏電ブレーカを使用しない事
とかって書くと　漏電ブレーカを使わないとは何事か？
などと怒る専門家が出て来るけど
日本国内でも工場の三相電源では必ずしも必須ではない
漏電ブレーカでなく普通の配線用ブレーカでＯＫ

漏電ブレーカは地球上で日本国内の陸上にしか存在しない稀有な代物
なので、海外の機械は漏電ブレーカに対応できない事例は多い

まぁ、どうしても漏電ブレーカは欲しいとなったら
三相トランスを入れる、電圧不足も解消されるし
但し、高価！
憶測ですがモータ容量は１０ｋＷ前後かな？
トランス容量はその倍以上の２０ｋＷくらいのが必要になります
http://www.e-aiharadenki.co.jp/3st.html
デルタ－スタートランス
予算的には数十万円クラス
重量も価格に見合って重たい！搬送設置手段も工夫が必須

尚、↓で挙げられてる旅行者用トランスじゃあダメですよ

Answer

いや、原則として機械と電源の、電圧と周波数はぴったり合ってないと、本来の性能どころか、まともに動きませんよ。

条件によってはそれなりに動かせることはありますが、伺いました状況じゃ、怖くてとても大丈夫だなんて言えません。どういう経緯かは存じませんが、最悪火災などにつながる場合もありますから、メーカーの人なり、ちゃんとわかる人に見てもらって下さい。

アメリカ製機械、山梨工場納入の注意点とは？