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誘導電動機の極数を増やすとなぜ電流が増えるのでしょうか?
また、インバーターで低周波数でギャーモーターを運転すると
負荷電流が増加して電子サーマルが作動することがありますが
あまり低周波数で運転しないほうがいいのでしょうか?

A 回答 (4件)

若干コメント


同容量で極数が増えると力率が下がる?
#3で書いたように、極数が増えて低速機になると、誘導機の筐体が大きくなります。
これにつれて、誘導機内部の磁気エネルギーが増えます。(大体ギャップの磁束密度が同じなので、サイズが増えるとエネルギーがその分大きくなる)
誘導機の無効電力は、磁気エネルギ*固定子周波数に比例するので、筐体がおおきくなるにつれて無効電力が増えて、力率が低下(有効電力は同じなので)することになるかと。
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極数が増えるとフレームサイズが大きくなる。


同容量で極数を増やすと、その分、電動機としては低速高トルクになります。で、高トルクになる分、フレームサイズが大きくなるかと。
(磁束密度などを一定にすると、トルクは(大雑把には)固定子と回転子の対抗面積に比例するので。)
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一般的に3相モータは同容量でも極数が増えるとフレームサイズが大きくなります


(通常市販モータは8極までですが16極とか32極と言うモータも存在するらしい)

また、力率が悪くなるとも言われています(何故力率が悪くなるのかは分りません)
少なくともフレームサイズを大きくしなければならないほどの力率低下か損失低下、
または発熱増大があるのだろうとは思います
(モータメーカ以外でモータ自体を製作する事は無いので普通は誰も気にしません)
ネット上を探しても公式的にそれらの理由を記載したサイトは見つかりません

http://wwwf2.mitsubishielectric.co.jp/i_motor/in …
http://www.toshiba-tips.co.jp/common/htm/syouhin …
http://www.hitachi-ies.co.jp/products/motor/sans …

http://nippon.zaidan.info/seikabutsu/2003/00132/ …


>あまり低周波数で運転しないほうがいいのでしょうか?
一般的にはインバータで低周波数で駆動するとモータは過熱すると言われています
逆に言えば過熱さえしなければいくら低周波数でも構わないとも言える
ブロア等は回転数が下がれば負荷電流は二乗に比例して下がる
(二乗低減トルクモード選択)
コンベア等で無負荷なら(コンベア上にワークが無い)
5Hzで連続駆動しても問題は無い

走行台車等なら低速で連続運転は通常は有り得ない

一番の問題は工作機械の主軸
ギア減速無しで低速高負荷での連続加工は無理です
短時間なら可能ではあるが<要するに過熱しなければ可能
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極数と電流


極数だけでなく誘導機の出力も比べてみる必要があるかと。
(電圧と出力が同じなら、極数の違う機種でもそれほどは電流は変わらないように思いますが)

低周波駆動
インバータの出力電圧が周波数にたいしてどのように制御されているか、にもよるかと思います。
低周波数での電圧ブーストが強すぎると、過励磁になって発熱が増えるかと思います。
もうひとつ、低速運転では冷却風量低下のため温度が上がりやすいことがあり、長時間の低速運転時には冷却の配慮が必要になるかと思います。
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 よくわかりません。
わかりやすくおしえてください。

Aベストアンサー

 私の知る限りに於いて、周波数及び極数は、電動機の速度を決める要素であって、電流値を決定付ける性格の物ではありません。故に

>回転軸出力=√3×電圧×電流×力率×効率

 質問者様のお書きになったコレが全てです。ざっくり言えば【周波数及び極数に関わらず】上記の変数のうち四つが決まれば残り一つが求められます。

>極数によって電流値が異なりますし、周波数が50HZから60HZになっても若干ですが電流値が違います。

 一般に極数が変われば電動機本体の物理的な大きさ(=回転子の自重量など)が変わりますから、機械的効率は変わるでしょう。
 また、力率は電圧位相に対する電流位相の遅れにより決まる値で、電流がどれくらい遅れるかは周波数と内部インピーダンスで決まります。

 以上から、冒頭の公式中にこれらも既に織り込み済みと云えるかも知れません。

 参考までに、三菱と日立の電動機諸元のページを付しておきます。
http://www.hitachi-ies.co.jp/products/motor/sanso/shiyou1.htm
http://wwwf2.mitsubishielectric.co.jp/i_motor/lineup/pdf/data02_sf-jr.pdf

>私の計算では2Pの時に電流値に近いような気がします。

 これがどう云う計算に拠るものかがよく解りません。宜しければ補足願います。

 私の知る限りに於いて、周波数及び極数は、電動機の速度を決める要素であって、電流値を決定付ける性格の物ではありません。故に

>回転軸出力=√3×電圧×電流×力率×効率

 質問者様のお書きになったコレが全てです。ざっくり言えば【周波数及び極数に関わらず】上記の変数のうち四つが決まれば残り一つが求められます。

>極数によって電流値が異なりますし、周波数が50HZから60HZになっても若干ですが電流値が違います。

 一般に極数が変われば電動機本体の物理的な大きさ(=回転子の自重量など)...続きを読む

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Aベストアンサー

こんにちわ!
いつも質問ばかりしていては、皆さんに申し訳ないので、微力ながら知っている範囲でお答えします。
ご参考にして頂ければ幸いです。

定格電流は、その遮断器に連続的に電流が流れ続けた時の動作の限界値を表していると思います。
限界値である定格電流値になった場合の動作は、日本の規格(JISなど)では、不動作の状態を維持する最大値を表しています。
しかし、諸外国では、動作する値を表す場合も多いようです。(例えば、アメリカ製など)
具体的に言うと、日本製の225AF/225ATの遮断器に225Aの電流を流したとしても遮断器はOFF動作しません。
しかし、アメリカ製の250AF/225AT(フレームという概念についての説明は、割愛します)の遮断器に225Aの電流を流すと遮断器はOFF動作を起こします。
これは、規格の考え方の違いでどちらが正しいとかという問題ではありません。しかし、一つの電気設備で、複数の規格を採用しなければならない場合などは、保護協調上注意を要する点であります。
この定格電流値以下で遮断器を利用している限り、遮断器の開閉操作を行ったとしてもメーカーが保証する回数まで(一般に数千回~数十万回)は、操作が可能である値という意味もあります。

一方、遮断容量は、その遮断器が、流れている電流を遮断できる最大の容量を表していると思います。
一般的に電気的な容量とは、電圧×電流×時間で表されます。これは、エネルギーの容量を表し、遮断容量の場合も同じです。よって、容量であるにも関わらず電流値であると捉えらえることは間違いだと思います。
しかし、現実には、遮断容量が、電流値で表されていることが多いのも事実です。
その理由は、日本の(多分全世界でそうだと思いますが?)電源事情が、定電圧送電方式となっているからです。即ち、電圧の項は、定数として扱えるため、変数となる電流値で表せば事実上問題がないのと、実用上合理的となるからだと思います。
実際の遮断器に書かれている、遮断容量の記載を見ると判るのですが、使う電圧によって遮断できる電流値が変わります。これは、遮断容量が変わるのではなく、遮断容量は同じであるため、遮断できる電流値が変わることを意味しています。
同じ型の遮断器を異なる電圧で使用する場合など勘違いし易いので、注意が必要です。また、動作時間が変更できる機能がある場合も遮断できる電流値は変わってきますので注意のほど。
電流を遮断すると言うことは、アーク電流によるエネルギー放出(一般的に、熱、音、光の形で放出される)を、遮断器構部分で絶えうる必要があります。
定格以上の容量を遮断しようとすると熱により接点が溶着したり、溶断してしまうことがあるようです。

最後に、遮断容量の大きいものの方が良いのかどうかと言う点については、必要な遮断容量が確保されていらば、最小値でかまわないと思います。
皆さんもご指摘している通り、遮断容量が大きくなると、値段、寸法、納期(受注生産品になったり)が大きく(高く、長く)なります。
必要な容量とは、その回路に流れる最大の電流値(容量を電流値で表した場合)で決まります。一般的に、最大電流値となるのは、短絡時となります。
ただし、エネルギーの供給源は、電源だけとは、限りません。例えば、三相誘導電動機が接続されていると電動機の運動エネルギーがエネルギー供給源となり数サイクルの間電源となりますので注意が必要です。
さらに、定格電流を超える電流値を、遮断した場合は、メーカーの保証動作回数までの動作が保証されるわけではありません。
短絡電流の遮断については、動作特性をよく調べて使用してください。経済性を無視すれば、一度短絡電流を遮断した遮断器は、交換すべきだという人もいます。

以上、だらだらと述べましたが、少しでも参考になればと思います。

こんにちわ!
いつも質問ばかりしていては、皆さんに申し訳ないので、微力ながら知っている範囲でお答えします。
ご参考にして頂ければ幸いです。

定格電流は、その遮断器に連続的に電流が流れ続けた時の動作の限界値を表していると思います。
限界値である定格電流値になった場合の動作は、日本の規格(JISなど)では、不動作の状態を維持する最大値を表しています。
しかし、諸外国では、動作する値を表す場合も多いようです。(例えば、アメリカ製など)
具体的に言うと、日本製の225AF/225ATの遮断器に...続きを読む

Qモーターのトルクと回転数

なぜモーターのトルクと回転数は反比例の関係になるのですか?

Aベストアンサー

質問中には書かれていませんが、モーターの出力が一定のもとで
ということが必須の条件です。

モータ理論の基礎中の基礎で 出力(W)=角速度×トルク
すなわち
P=ωτ  但しP:出力 ω:角速度(2π×回転数/60) τ:トルク

出力が一定であればモータ速度とトルクは相反関係にあります。
尚通常のモータにおいては、出力が一定ということはまずありませんので
負荷トルクの変動に比例して出力(=一般てきには入力電流)が変動
します。

Q漏電遮断器の原理を教えて下さい

現在専門学校で電気を勉強しているものです。

漏電遮断器の原理がいまいちよく分かりません。

特に接地(アース)していないと漏電遮断器が働かないという根拠が分かりません

電気に詳しい方、教えていただけませんか?

Aベストアンサー

一般の家庭用の100vや200vの電気は電力会社から高圧(一般家庭近くでは6,600v)で送られてきて、電信柱の上のトランスで、100vや200vに落とされて家庭に配られますが、この柱上トランスの100vの片線と200vの中性線が故障のときの安全のために地中にアース線としてつながっています。電流は電子の移動なので、必ず出て行った分と同じだけ戻ってきます。もしこれが違っていたときは電流がどこかに漏れていることになるので、この差を検出して電流を遮断するのが漏電遮断器です。まず漏電の状態を考えてみますと、電気が流れている電気製品で、電線の被服が破損して電気製品のボディーに接触したとします。この時破損した側の電線がアース側なら電位が同じなので何も起きません。また反対側でも電気製品のボディーが完全にゴムか何かの絶縁体の上に乗っていれば漏れ電流が流れないので漏電遮断機は働きません、あくまで遮断器のところを通る電流の差が規定値(50mA程度)を超えた場合のみ働きますから。ここでこの電気製品のボディーを地面に接触(アース)させると電流がボディーからトランスのアース側へと流れて漏電遮断機に流れるプラスマイナスの電流値に差が出て漏電遮断機が働くことになります。つまりこの意味で、アースしていないと漏電遮断機が働かないのであって、漏電遮断機そのものをアースする必要は全くなくまたそんな端子もありません。

一般の家庭用の100vや200vの電気は電力会社から高圧(一般家庭近くでは6,600v)で送られてきて、電信柱の上のトランスで、100vや200vに落とされて家庭に配られますが、この柱上トランスの100vの片線と200vの中性線が故障のときの安全のために地中にアース線としてつながっています。電流は電子の移動なので、必ず出て行った分と同じだけ戻ってきます。もしこれが違っていたときは電流がどこかに漏れていることになるので、この差を検出して電流を遮断するのが漏電遮断器です。まず漏電の状態を考えてみますと...続きを読む

Q三相200Vを単相200Vで使用したい

三相200V電源を単相200V電源として使用したいのですが。
三相200Vの場合,R(赤)S(白)T(黒)の3線が電源として配線されておりますが,単相200Vととして使用する場合,R-S,R-T,S-Tのいづれを取っても良いのでしょうか。

以前にいづれかがアースに落ちている場合があると聞いたことがあり,この辺が不明なのですが。

Aベストアンサー

いくつか逆質問になります。

【1】 単相200Vの負荷は何でしょうか。
(a) 電熱器・電気炉、溶接機など。
(b) 蛍光灯・水銀灯、エアコンなど。

(a) のグループでしたら、三相電源に単相負荷をかけることは一般的に認められます。
(b) のグループは、単相三線式の電源で使用することが基本であり、三相電源からの使用は認められません。

【2】 前項の(a)であるとして、単相負荷の容量はどのくらいですか。また、三つに分割できますか。

【3】 三相電源の接地形態はお分かりですか。
(a) 動力専用バンクの三角 (またはV) 結線で一線接地。たぶん S線が接地されている。
(b) 灯動兼用バンクの V結線で、中性点接地。たぶん S線とT銭の中間で接地されている。

(a) のケースで単相負荷を取り出すには、三つに分割できる場合は、各相に均等になるように。(b) のケースでは、電灯と共用されている変圧器の容量が大きいので、中性点が接地されている相につなぐ。

【4】 電力会社との契約種別。
(a) 低圧。
(b) 高圧または特別高圧。

(a) の場合は電力会社の、(b) の場合は主任技術者の指示を仰ぐことが必要です。

いくつか逆質問になります。

【1】 単相200Vの負荷は何でしょうか。
(a) 電熱器・電気炉、溶接機など。
(b) 蛍光灯・水銀灯、エアコンなど。

(a) のグループでしたら、三相電源に単相負荷をかけることは一般的に認められます。
(b) のグループは、単相三線式の電源で使用することが基本であり、三相電源からの使用は認められません。

【2】 前項の(a)であるとして、単相負荷の容量はどのくらいですか。また、三つに分割できますか。

【3】 三相電源の接地形態はお分かりですか。
(a) 動力専用バ...続きを読む

Qブレーカの極数、素子数とは

ブレーカの表記で2P2Eとか2P1Eとかの
PとEについて教えてください。

カタログで
P・・・極数
E・・・素子数
とあるのですが、その意味を教えてください。

Aベストアンサー

専門的な表現は、出来ません。
一般的に、実用する形でお答えします。

P=極数→電極の数
E=素子数→過電流に反応する電極の数

単相100V2線式(一般家庭の電気負荷)→2P1E
単相200V2線式(最近では、IHクッキングヒーター等)→2P2E
単相200V3線式(一般家庭の引き込み【電柱から家に入るもの】)→3P2E
三相200V3線式(一般に動力電源と呼ばれているもの)→3P3E
のブレーカーを使用します。

単相の場合 3本線(L1,N、L2)のうちN線を中性線とし電柱上で、大地間にアースします。
したがって、N線は、漏電しても、大地間と同電位の為、電流は、ほぼ流れません。よってN線には、L1線又は、L2線より大電流が流れる事はありません。
その為、N線をつなぐ電極=Pには、素子=Eは、必要ありません。

単相100Vの場合は、L1線又は、L2線とN線の本を使用するため、2P1Eのブレーカーを、使用します。
単相200Vの場合は、L1線とL2線を使用するため、2P2Eのブレーカーを使用します。
単相200V3線は、L1線とN線とL2線の三本を使用します。3P2Eのブレーカーです。
※よく勘違いされますのは、アース線は、この3本には、含まれておりません。アースが必要なときは、L1,N、L2+アースと思ってください。

又一般家庭の場合単相3線は、分電盤の主幹(大元)のみです。200V回路もほとんどありません。

単相2線、単相3線、動力回路などの説明は、省かせてもらいます。
又、L1,N、L2の後に(線)とつけたのは、電線という意味です。(普通は、つけません。)

まとまりが悪くてすいません。

専門的な表現は、出来ません。
一般的に、実用する形でお答えします。

P=極数→電極の数
E=素子数→過電流に反応する電極の数

単相100V2線式(一般家庭の電気負荷)→2P1E
単相200V2線式(最近では、IHクッキングヒーター等)→2P2E
単相200V3線式(一般家庭の引き込み【電柱から家に入るもの】)→3P2E
三相200V3線式(一般に動力電源と呼ばれているもの)→3P3E
のブレーカーを使用します。

単相の場合 3本線(L1,N、L2)のうちN線を中性線とし電柱上で、大地間にアースします。
したがって、N線は、漏電しても...続きを読む


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