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インバータを使用した三相モータの省エネ効果と注意点
2023/10/19 13:20
- 三相モータを使用している装置において、省エネ効果を求めるためにはインバータを使用することが一般的です。具体的な省エネ方法として、回転周波数を下げることがあります。
- 低速回転時には、回転周波数を固定し、スイッチングDutyを下げることで省エネ効果を得ることができます。ただし、Duty50%以下ではモータの回転が不安定になるため注意が必要です。
- インバータを使用することで省エネ効果が期待できますが、インバータの値段が高いため、コスト面に注意が必要です。
インバータによる省エネ
2015/02/12 11:50
三相モータが付いている装置を
インバータを使って省エネしようとしています。
この装置のモータは電源直結で常時フル回転をしています。
1.
低速でよいときはインバータで回転周波数を下げる。
2.
低速回転時において
回転周波数は固定でスイッチングDutyを80%,60%・・・と下げてみる。
以上2つのことを実験しようとしています。
「1.はあまり効果はなかったが2.は効果があった」
「2.はDuty50%以下ではモータの回転が不安定になる」
「効果はあるがインバータの値段が高いので・・・」
・・・というような経験談を参考までに
お聞かせいただきたく思います。
どんなことでも結構ですから、よろしくお願いします。
質問者が選んだベストアンサー
回答(1)さんの 2)に該当すると思いますが、
モーターの負荷がファンやポンプなどの場合、ダンパーによる流量制御より
インバータによる回転数制御の方が、圧倒的に省エネ性が高くなります。
http://www.inverter.co.jp/product/inv/idx_vfps1.asp
>回転周波数は固定でスイッチングDutyを80%,60%・・・と下げてみる。
回答(1)さんもご指摘ですが、
現実にどのような方法でスイッチングDutyを80%,60%・・・と下げることを
想定なさっているのですか? ご自身で設計・製作すればそのようなことも
やってできないことはありませんが・・・・・・。
周波数固定でスイッチングDutyを下げることは、モーターへの印加電圧を
下げることとほぼ同等です。電圧低下に伴いトルクが低下することで、
回転数が下がることになります。誘導電動機の場合、駆動周波数が一定の
ままで回転数が低下することは、「すべり」の増加を意味しますから、
モーターの効率は低下します。
単相モーターを簡易的に回転数制御したい場合は、このような方法を用いる
こともありますが、3相モータであれば、インバータ駆動とすることが
圧倒的に有利と思います。
誘導電動機のすべり:
http://www.jeea.or.jp/course/contents/12130/
ご自身でインバータを設計・製作なさるのであれば、誘導電動機のインバータ
による可変速駆動について、基本からしっかりと勉強なさることをお勧めしま
す。
手軽なところでは、電気技術者協会の講座があります。
http://www.jeea.or.jp/course/contents/09201/
成書としては、次のようなものが出版されています。
http://store.shopping.yahoo.co.jp/hmv/3179615.html
http://store.shopping.yahoo.co.jp/hmv/3292844.html
既製品のインバータの取扱説明書も参考になると思います。ユーザー登録が
必要な場合が多いと思いますが、メーカーのサイトからダウンロード可能
です。
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その他の回答 (5件中 1~5件目)
< 負荷は何でしょう? < それが肝心
< ブロワーファンです。
なら、一番の対策は、配管や吸い込みの対象の効率化又は、その継続的な維持方法ですね。
例えば、パテント絡みでは、吸い込みフィルターの目詰まり防止対策を定期的に、
家電のエアコンがやっているが如く行なう等でだね。
お礼
2015/02/16 10:13
回答ありがとうございます。
負荷は何でしょう? <それが肝心
http://www.fujielectric.co.jp/products/inverter/frenic-eco/products/in_eco/index.html
http://www.mitsubishielectric.co.jp/shoene/practice/setsubi/douryoku/douryoku02.html
ファン、ポンプ類が省エネ効果大
回転数の二乗に比例して消費電力が下がる
でも、コンベアとかでは必ずしもそこまでの省エネ効果は無い
それなりには下がるが
自作するなら全くの1からじゃあなくて
トラ技3相インバータ実験キット INV-1TGKIT-A 価格43,200円(税込)
http://shop.cqpub.co.jp/hanbai/books/I/I000071.html
RX62T搭載低電圧モータ制御評価システム \100,000(税抜)
http://www.marutsu.co.jp/pc/i/227200/
最大の問題はこの価格より安価に作るのは至難の業!
http://www.monotaro.com/s/c-29094/
お礼
2015/02/13 09:00
回答ありがとうございます。
負荷は何でしょう? <それが肝心
ブロワーファンです。
本来なら、自動車のCVTの如く、トルクが可変できれば一番良いのだが。
これを記載すると、オークマの件やサーボモータに発展するので、前述記載に留め於きます。
お礼
2015/02/13 09:01
回答ありがとうございます。
毎度JOです。
インバータによる省エネの考え方は、モータの負荷によります
商用電力の直入れの場合を基本に考え
1)モータ負荷が無い場合は、商用電力の直入れとインバータ運転で消費電力が変わりません、モータの励磁電流のみです(省エネに成らない)
2)モータ負荷が有る場合は、商用電力の直入れでは一定の「仕事」をしますが、インバータ運転ではこの「仕事量」を低減する事が出来ます
従って「仕事量」を低減出来ない負荷ではインバータによる省エネが出来ません
又、インバータにより商用電力の直入れより大きな「仕事量」をする事も出来ます
基本的にインバータとは、モータの「仕事量」をコントロール出来ると言う事です
>>>2.低速回転時において
市販のインバータでは出力電圧・電流も制御しています、出力電圧・電流を正弦波に近付ける様に制御されます
この制御はDutyの制御に達成されますので、外部からDutyを変更する事は難しいと思われます
インバータのパラメータで「基底周波数」を上げれば、同じ回転周波数でもインバータが出力する電圧・電流は低減出来ます
これはインバータがDutyの制御をしている為で、出力電圧・電流が落ちるのでモータのトルクも低下します
再度JOです
ご自分で設計・製作されると言う事なので、ヒントを一つ
低速回転時においてDuty を下げると電圧も落ちます
市販されているインバータは周波数を下げると、それに伴い電圧も低下する「VF制御」をしています、
周波数が半分なら電圧も半分です、電圧が半分なら消費電力は約1/4です
VF制御 トルクブーストで検索して見て下さい
http://www.jeea.or.jp/course/contents/09201/
http://matsubokuri.cocolog-nifty.com/mathcad_electric_engineer/2009/10/post-7bda.html
お礼
2015/02/12 17:12
回答ありがとうございます。
お礼
2015/02/13 09:07
回答ありがとうございます。
>現実にどのような方法でスイッチングDutyを80%,60%・・・と下げることを
>想定なさっているのですか? ご自身で設計・製作すればそのようなことも
自分で設計・製作します。
周波数を下げることにより省エネ効果があることは、
ある程度わかっています。
その上に、Dutyを下げてみることも実験しようと思っています。