定格電圧を逸脱した状態でモーターを動作させると生じる悪影響

モーター製品を含むあらゆる電気製品には、当然のことながら、通常動作するための定格電圧が規定されています。電圧の偏差は電気製品の通常の動作に悪影響を及ぼします。

比較的ハイエンドの機器には、必要な保護装置が使用されます。電源電圧が異常になった場合、保護のため電源を遮断します。非常に精密な機器の場合、調整には定電圧電源が使用されます。モーター製品、特に産業用モーター製品では、定電圧機器が使用される可能性が極めて低く、電源遮断保護を行うケースが多くなります。

単相モーターの場合、高電圧と低電圧の 2 つの状況しかありませんが、三相モーターの場合は電圧バランスの問題もあります。これら 3 つの電圧偏差の影響は、電流の増加または電流の不均衡に直接現れます。

モーターの技術条件では、モーターの定格電圧の上下偏差が 10% を超えてはならず、モーターのトルクはモーター端子電圧の 2 乗に比例することが規定されています。電圧が高すぎるとモーターの鉄心が磁気飽和状態となり、ステーター電流が増加します。これは巻線の深刻な加熱につながり、さらには巻線が焼けるという品質上の問題を引き起こす可能性があります。低電圧の場合は、モーターの始動に問題が発生する可能性があります。特に負荷下で動作するモーターでは、モーターの負荷に対応するために、電流も増加する必要があります。電流増加の結果、特に長期の低電圧動作では巻線が加熱され、場合によっては焼損するため、問題はさらに深刻になります。

三相モーターの不平衡電圧は、典型的な電源の問題です。電圧がアンバランスになると、必然的にモーター電流もアンバランスになります。不平衡電圧の逆相成分は、モーターのエアギャップ内に磁界を生成し、ローターの回転を妨げます。電圧に小さな逆相成分があると、巻線を流れる電流が電圧が平衡している場合よりもはるかに大きくなる可能性があります。回転子バーに流れる電流の周波数は定格周波数のほぼ 2 倍であるため、回転子バーの電流絞り効果により、回転子巻線の損失増加は固定子巻線の損失増加よりもはるかに大きくなります。固定子巻線の温度上昇は、平衡電圧で動作している場合よりも高くなります。

電圧がアンバランスになると、モーターのストール トルク、最小トルク、最大トルクがすべて減少します。電圧の不均衡が深刻な場合、モーターは正常に動作しません。

不平衡電圧下でモータが全負荷で動作すると、ロータの追加損失が増加して滑りが増加するため、このとき速度は若干低下します。電圧(電流)アンバランスが大きくなると、モーターの騒音や振動が増加する場合があります。振動により、モーターまたは駆動システム全体が損傷する可能性があります。

モータ電圧の不均一の原因を効果的に特定するには、電源電圧の検出や電流の変化を使用して原因を特定することができます。ほとんどの機器には電圧監視装置が装備されており、データを比較して分析できます。監視装置がない場合は、定期的な検知や電流測定を行ってください。機器を引きずりながら二相電源ラインを任意に交換し、電流変化を観測し、間接的に電圧バランスを解析することができます。

ジェシカ


投稿日時: 2022 年 4 月 11 日