インバータでモータを回す

現在、50hz地帯にて3相200vインバータに換気扇が数台つながっていて
50hz-20hzの間で運転しています。
モータは50hz/60hzに対応していますが、インバータでの最大値は60hzまで
なのでしょうか？

No.3 回答者： fujiyama32 回答日時： 2009/11/01 22:11

インバータは機種(シリーズ)とその設定により最高周波数を[120Hz]や[400Hz]

程度まで出力することができます。
問題はモータの対応と負荷の特性により運転可能の周波数に制限があります。
今回のような[換気扇]ですと[回転速度-トルク特性]が[二乗低減トルク特性]
となっていますので、回転速度を[50Hz]を[60Hz]で運転しますと、トルクが
(60Hz÷50Hz)の二乗となります。
(60Hz÷50Hz)^2＝1.2^2＝1.44倍となります。

また、換気扇の軸動力P(W)は回転速度N(r/min)とトルクT(N・m)により次の式
で計算することができます。

P(W)＝(2π/60)×N(r/min)×トルクT(N・m)

このことを考慮しますと、

P(W)＝(2π/60)×N(r/min)×(60Hz÷50Hz)×トルクT(N・m)×(60Hz÷50Hz)^2
P(W)＝(2π/60)×N(r/min)×1.2×トルクT(N・m)×1.2^2
P(W)＝(2π/60)×N(r/min)×トルクT(N・m)×1.2^3
P(W)＝(2π/60)×N(r/min)×トルクT(N・m)×1.728

即ち、換気扇の軸動力(W)が1.728倍となり、モータ出力(W)も1.728倍
必要になりますので、モータが過負荷状態となります。
通常であれば、インバータが過負荷(過電流)トリップすることになります。
標準的なモータ(カゴ形モータ)は50/60Hz共用ですので、運転は可能ですが、
モータが過負荷となりますので装置全体(インバータ＋モータ＋換気扇)として
は運転不可となります。
このことは50Hz専用に製作された換気扇を60Hzで運転する場合の問題として
考えて下さい。

一方、換気扇として50Hzでも60Hzでも両方の周波数で運転可能の機種があれば
60Hzの時に過負荷とならないように風量を決めて設計製作してありますので、
問題ないと考えて下さい。

60Hz～120Hzで運転する場合の問題点
標準的なモータの内、小容量のモータをインバータにより120Hz程度まで運転
することは、条件の制限はありますが、運転可能です。
この条件としては、
(1)負荷トルクを低減する必要がある。
(2)運転音や振動が増加する。
などがあります。
実際に適用したい場合はメーカに相談されることをお勧めします。

なお、インバータで120Hz以上で運転したい場合はモータも高速専用モータを
使用する必要があります。この場合もメーカと仕様打合せして決定して下さい。

No.2 回答者： yamame17gou 回答日時： 2009/11/01 00:40

産業機器用汎用インバータ自体は360Hz等もっと高い周波数まで設定可能ですが実際には従来の汎用機器を負荷とする関係もあり120Hz程度までで使用しています。

当然、専用に設計された負荷機器で特徴を発揮させる用途でも使用されています。

No.1 回答者： nemoax006 回答日時： 2009/10/31 23:33

ウィキペディアより抜粋

インバータ装置などの交流電力を出力する電力変換装置において、その出力交流電力の実効電圧と周波数を任意に制御する手法である。

任意に制御できるはずですが、回路の最大値が60Ｈｚならば回路設計をしなおせば、最大周波数を上げることは出来るでしょう。規定値以上に印加するのはメンテナンスや寿命の点であまりよくありません。