住友重機械工業株式会社 PTC事業部

PTCワールドワイド 住友重機械工業株式会社

2015年4月から高効率モータ規制(トップランナーモータ規制)が施行されますが、このモータをインバータ運転されるケースも出てきていると思います。
今回は、トップランナーモータのインバータ運転をテーマに上げます。

従来のインバータ運転と異なる点

1)インバータで定トルク運転を行う時の、始動時や極低Hz域のトルクブースト調整

インバータ運転の初期調整でトルクブーストを調整されることは多いと思います。
特に小形容量域( ~3.7kW)のモータでは大きなトルクを得るために必ずと言っていいほどのパラメータです。
これは、モータ自身の内部抵抗による電圧降下が発生するため、この降下分を補償する調整で手動と自動の2種類があります。

この補償を過度に行った場合、過励磁状態となり過負荷や、過電流トリップを招く原因となります。また、負荷に対してこの補償が不足する場合も同様に不足した電圧を補うためモータに電流を多く流れ、トルクを確保しようとするため、過負荷エラーの原因にもなります。
この様なことから使用する状況に合わせトルクブースト調整が必要となります。
ここまでは、従来のモータをインバータ運転する場合の内容ですが、トップランナーモータのインバータ運転では、この調整を従来と同様のトルク補償量を設定した場合は、モータに対して更に過補償となり、過電流、過負荷トリップを引き起こしてしまします。
特に、インバータは更新せず、モータだけをトップランナーモータに更新し、設定値をそのままに運転した場合は、以前より電流が多く流れ低速や始動時の不具合が生じます。

これは、トップランナーモータ(IE3モータ)のモータ特性に起因します。
高効率(IE3)を得るために、モータの銅損軽減を行っています。
銅損軽減のため従来に比べ抵抗値の低くく、径の太い巻線がモータに採用され、モータ自身の電圧降下(ロス分)が少なくなっています。
この様なモータに従来と同様のトルクブースト調整を行うと過補償になってしまいます。

ポイント:従来の汎用モータ(小形)よりトルクブーストは少なめに!
※ トルクブーストは補償量が多くても少なくても電流が増加します。
  最適状態で電流値が下がります。
※ 自動トルクブーストを行うためにオートチューニングが必要な機種も有ります。
  うまくチューニングが出来ない場合は、手動ブーストを試してください。 


2)トップランナーモータをセンサレスベクトル運転する場合

既設のインバータでトップランナーモータをセンサレスベクトル運転する場合、オートチューニングを行い運転するようになりますが、インバータの世代によっては上手くチューニング出来ず、エラーを起こしてしまう事があります。
この場合、制御モードをV/f制御運転に設定して運転を行ってください。
また、トルクブースト調整を併せて行ってください。


3)周辺機器

トップランナーモータは定格電流値が従来の汎用モータに比べ少し高くなっています。
ブレーカやサーマルリレーの定格が低めの場合、トリップの原因となります。
モータ定格に合わせ機器の再見直し、再設定を行ってください。


4)トップランナーモータ(IE3)と従来モータ(IE1)でインバータ運転時に異なる点

1.定格電流値が変わっています。一般的な傾向として少し高くなっています。
  電子サーマルの設定電流値を正しく設定してください。

2.トップランナーモータはモータのすべりが少なくなっています。
  従来のインバータ運転で設定していた周波数指令ではモータ速度が早めになってしまいます。実際の速度をチェックし、周波数指令を調整してください。

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