三相誘導電動機とは？
三相誘導電動機は、交流モーターの中でも特に産業用途で広く採用されている代表的なモーターです。工場ではポンプ、ブロワ、コンプレッサー、搬送コンベアなど、ほぼあらゆる回転機器の駆動源として使用されています。
その理由は、以下のような優れた特長を持っているためです。
- 構造がシンプルで堅牢
- 故障が少なく耐久性が高い
- 操作・運転が容易
- 保守や修理が比較的簡単
- コストパフォーマンスに優れている
その扱いやすさから、世界中の工場で標準的に使われているモーターと言っても過言ではありません。
本記事では、この三相誘導電動機の出力から電流値を求める方法について解説します。
電流値を求めることができるようになれば、適切なブレーカーを選定出来たり、工場の電源容量に余裕があるかどうかを確認することができるようになるよ！
三相誘導電動機の電流値を求める方法
モーター選定後に必要となるのが「定格電流」です。
ブレーカーや電磁接触器、サーマルリレーなどの選定にも電流値が非常に重要になります。
三相誘導モーターにおいてモーター出力P[W]は電圧V[V]と電流I[A]を用いて以下のように算出することができます。
$$
P[W]=\sqrt{3}\times V[V]\times I[A]\times cosθ
$$
ここでcosθは力率といい、どれだけ電力を有効に使えているかを表す指標になります。
一般的に三相誘導モーターの力率は0.7～0.9程度で負荷によって変動します。
これを用いて電流値I[A]は以下のように算出することができます。
$$
I[A]=\frac{P[W]}{\sqrt{3}\times V[V]\times cosθ}
$$
状況にもよるけど力率がわからない場合は0.85くらいで計算するくらいでいいと思うよ！
三相誘導電動機の概算電流値の求め方
しかし、とっさに電流値を求めたい場合も多いと思います。
そんな時に概算で電流値を算出することができます。
電源電圧によって異なりますが一般的に使用されるAC200VおよびAC400Vの場合は以下のように考えることができます。
電流値Ｉ[A]はモーター出力Ｐ[kW]の約4倍
〇400V電源の場合
電流値Ｉ[A]はモーター出力 P[kW]の約2倍
先ほどの計算と違って出力の単位がkWとなっていることに注意してください。
例えば定格出力が1.5[kW]のモーターで電源電圧がAC200Vの場合は6[A]と概算で求めることができます。
正確ではないけど概算ですぐに定格電流を算出することができるからぜひとも覚えておいてね！
まとめ
電気機器の選定などでモーターの定格電流を知りたい場合は基本設計をしているとたびたびあると思います。
今回上記で説明しましたAC200Vの場合は出力の4倍、AC400Vの場合は出力の2倍というのをぜひとも覚えておき必要な際に求めれるようにしておきましょう。
設計段階では正確な計算が重要ですが、現場ではスピードも求められます。
両方を使い分けられることが、実務力向上のポイントです。
電流が分かれば、ブレーカー、電磁接触器、ケーブルサイズ、変圧器容量など、すべての電気設計の基礎が固まります。
計装・電気設計のスキルアップのためにも、ぜひマスターしておきましょう。
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