電圧降下と電流の増加について

分電盤の２０Aのブレーカーからのコンセントで２台のスポットクーラーを稼動してます。
機種は　http://www.suiden.com/pdf/spot_siyo.pdf　のSS－２５DG－１という単相１００V使用のものです。

運転電流が８．７Aということで２０Aブレーカーからのコンセントなら２台の使用が可能と思ってました。しかし、ブレーカーが落ちます。

確認してみるとスイッチOFF時のスポットクーラーの電源をとるコンセントの電圧は９９Vでしたが、スイッチONで
９０V程度まで低下して電流は9.5A（1台）を示してました。電圧降下の原因は分電盤からのケーブルの距離が長い
ことによるものと思います。

同じ分電盤の異なる20Aのブレーカーの分電盤から近いコンセントはスイッチOFF時では電圧は同じ９９Vでしたが、
スイッチONで９５V程度まで低下、しかし電流は8.5A程度でした。

電圧降下が大きいと電流も多く流れるようになるのでしょうか？理由についてご教示いただけると助かります。

No.5 ベストアンサー 回答者： xpopo 回答日時： 2013/07/07 23:11

回答NO.4です。

補足の中のご質問：

＞私が分からないところは出力が一定ならばというところだと思います。スポットクーラー
＞の場合は電圧・電流の測定結果から出力が一定のようですが、どうして一定となるのか
＞がわからないのです。誘導電動機の場合は出力は必ず一定なのでしょうか？もし、ご存知
＞であれば、ご教示していただけると助かります。

　まず、誘導電動機の回転数は電源の周波数が変わらない限り殆ど変化しません。
つまり、電源電圧が変化しても回転数は変わらないということです。また対象の機器であるスポットクーラーのモーターの負荷はモーターの回転数が変わらなければ送り出す風量も変わらずモーターの負荷としては変わらず一定であると考えて差し支えないでしょう。
　ということで出力はスポットクーラーの空気の出入り口をふさいだりしない限りは一定であると考えられます。

この回答へのお礼

XPOPOさん、


　一定の負荷に対応しての以下の式で電圧・電流の
　可能なレンジのなかで逆比例して出力一定となる
　ように誘導電動機は調整する特性があるということ
　ですね。

　Ｐ＝√３ＶＩｃｏｓθ・η

　　分かり易い回答ありがとう、ございました。

お礼日時：2013/07/08 22:41

No.4 回答者： xpopo 回答日時： 2013/07/07 19:30

スポットクーラーのコンプレッサーの動力源にはAC100Vで動作する誘導電動機が使用されてます。

　誘導電動機の特性で、負荷が一定の条件下では電源電圧が低下すると電源電流は増加するという性質があります。（参照　→　http://www.jeea.or.jp/course/contents/07303/　）

　参照先の資料の「第３表　電圧変動の誘導電動機に及ぼす影響」から電源電圧が90%に落ちると全負荷電流は+11%増加することが分かります。

　結局、分電盤からケーブルが長いコンセントは電圧効果が大きくなりスポットクーラーへ供給する電源電圧が下がりその結果、スポットクーラーの消費電流は逆に増加する。ということになります。

この回答への補足

XPOPOさん、

　
　ご回答ありがとう、ございます。参照を見たところ以下の内容が述べられてました。

　Ｐ＝√３ＶＩｃｏｓθ・η

　の式で表され、出力が一定ならば、電圧が低下すると電流が増大することがわかります。

　私が分からないところは出力が一定ならばというところだと思います。スポットクーラー
　の場合は電圧・電流の測定結果から出力が一定のようですが、どうして一定となるのか
　がわからないのです。誘導電動機の場合は出力は必ず一定なのでしょうか？もし、ご存知
　であれば、ご教示していただけると助かります。

補足日時：2013/07/07 22:48

No.3 回答者： ImprezaSTi 回答日時： 2013/07/07 14:45

補足、見ました。

１．ちゃんと、資料に始動電流が記載されているではないですか！！！！！　　　　　それも、「２３．６Ａ」と！！！！！！
　これを見ると、接続検討時のミス（もれ）です。検討していないから、２台目起動時に過電流となってブレーカーがトリップするのです。
　本来であれば、電源元であるブレーカーの容量は、２台同時起動を想定して、５０Ａ程度を見る必要があるのです。２０Ａでは、当然、容量不足となり、落ちるのは当然です。

２．クーラーＯｆｆ時の電圧：電源電圧であり、関係ない。
　　クーラーOn時の電圧：配線距離が長いと、配線抵抗により、受電端の電圧は、電源電圧よりも低下します。当然のことです。
　　あと、電流ですが、電圧不足分を装置側でカバーしようとして（＝電源が変わっても一定の仕事をしようとして）電流が増えているのだと思います。(これ以上は、機器構成が分からないため、答えられない)

　以上ですが

この回答への補足

ImprezaSTiさん、

　　回答ありがとう、ございます。ブレーカーが落ちるのは２台目起動時ではなくて２台とも動作して
　３０分から１時間後のようなのです。だから突入電流ではないようです（私の説明がわかりにくく
　申し訳ありません）。電圧不足分を装置側でカバーして電流が増えると言うメカニズムが知りたい
　ところなのです。もし、ご存知でしたら宜しく、お願い致します。

　*　分電盤に近い電圧降下が少ないコンセントではスポットクーラー２台とも問題なく動作してます。

補足日時：2013/07/07 16:24

No.2 回答者： Saturn5 回答日時： 2013/07/07 11:44

電圧降下が大きいのは問題ですが、ブレーカーが落ちるのとは関係ないです。

電圧降下はケーブルを太くするか短くすという根本的な解決法しかありません。

ブレーカーが落ちるのは始動電流の大きさが問題だと思います。
ブレーカーの多くは熱で曲がるバイメタルという物を使っています。
たとえ、容量が２０Ａのブレーカーであっても３０Ａを２秒や３秒流した
だけでは初悦が十分でないので、バイメタルが曲がりませんのでブレーカーは落ちません。
ですから、この機種は２３．６Ａの起動電流がありながらもブレーカーが落ちないのです。

しかし、８．７Ａでずと使っているとバイメタルがかなり発熱した状態になっています。
そこに、２３．６Ａのもう１つの機械を起動すると発熱量が大きくなって、ブレーカーが
落ちることとなります。

考えられる方法は次の通りです。
(1)起動電流を下げる設定がないか探してみる。
※最近のエアコンや乾燥機にはついていることが多い。
(2)１台をつけて、２０秒後（まだ熱を持っていないタイミングで）くらいに２台目を
つけてみる。
(3)ブレーカー周辺を冷却する。

この回答への補足

Saturn５さん、

　回答ありがとう、ございます。ただ、同じ分電盤からの異なる同容量20Aのブレーカーでは
　落ちずに2台使用できてます。落ちるブレーカーより分電盤からコンセントまでの距離が短いです。

　各々のコンセントにスポットクーラー1台のみをONした時の電圧/電流のチェツク　
　
　　　　　　　　　スポックラーOFF　　スポットクーラーON
近いコンセント　　　９９Ｖ／０Ａ　　　　　９５Ｖ／８．５Ａ
遠いコンセント　　　９９Ｖ／０Ａ　　　　　９０Ｖ／９．５Ａ


　この違いの理由を知りたいと思ってます。

補足日時：2013/07/07 14:30

No.1 回答者： ImprezaSTi 回答日時： 2013/07/07 11:33

事象が逆です。

電流が多く流れるので、配線でのロス(電圧降下)が大きくなり、その結果、受電端での電圧が低下するのです。
で、起動時に電流が多く流れることは、基本的なことです。設計では、起動電流を定格の２倍以上にとります。この検討がされていないので、起動時に起動電流で受電端の電圧が低下し、そこでブレーカー(NFB)がトリップするのです。
(１台稼働で、更に１台を起動すると、ざくっと、１０Ａ＋２０Ａ＝３０Ａ以上の容量が必要とみます)

対策としては、
(1)配線の太さを太くする。(電圧降下を少なくする)　トリップとは別の話。スポットクーラーの能力を出すために必要です。
(2)NFBの容量を、起動電流を検討して、大きなものに交換する。
　もしくは、クーラー２台で個別にＮＦＢを設置し、各々適切な容量を見て下さい。

この回答への補足

　ImprezaSTiさん、

　回答ありがとう、ございます。ただ、同じ分電盤からの異なる同容量20Aのブレーカーでは
　落ちずに2台使用できてます。落ちるブレーカーより分電盤からコンセントまでの距離が短いです。

　各々のコンセントにスポットクーラー1台のみをONした時の電圧/電流のチェツク　
　
　　　　　　　　　スポックラーOFF　　スポットクーラーON
近いコンセント　　　９９Ｖ／０Ａ　　　　　９５Ｖ／８．５Ａ
遠いコンセント　　　９９Ｖ／０Ａ　　　　　９０Ｖ／９．５Ａ


　なぜ、遠いコンセントでは電流が多く流れるのでしょうか？このあたりが理解出来ません。
　ご教示いただけると助かります。

補足日時：2013/07/07 14:39