electric_bolt モーター全負荷電流計算機(kW ↔ HP) star

全負荷電流の計算方法

全負荷電流は、電力の式を変形することで求められます。単相の場合:P = V × I × PF × η、したがってI = P ÷ (V × PF × η)。三相の場合:P = √3 × V × I × PF × η、したがってI = P ÷ (V × √3 × PF × η) — ここでPは軸(機械的出力)の電力(ワット)、Vは線間電圧、PFは力率、ηは効率です。

数値例:400 V電源に接続された三相15 kWモーターで、典型的な力率0.85、効率0.90の場合。電流はI = 15,000 ÷ (400 × 1.732 × 0.85 × 0.90) = 15,000 ÷ 530.6 ≈ 28.3 Aとなり、この計算機が返すおよそ28 A、そしてそのフレームサイズについてメーカーが公表しているモーター表の数値とほぼ一致します。

知っておくべきこと

力率と効率は、モーター本体の銘板にある実際の数値を使わない限り、この計算をあくまで概算にとどめる2つの変数です。どちらも普遍的な定数ではなく、特定のモーターの設計、巻線、負荷点に固有の特性です。誘導モーターの力率は一般に0.8〜0.95の範囲にありますが、モーターが軽負荷で運転されると顕著に低下します。これは、励磁電流がほぼ一定のまま、同相の(仕事を生む)電流が縮小するためです。効率は一般に80%〜95%の範囲にあり、モーターが大きくなるほど、また現代のIE3/IE4効率クラス設計であるほど上昇し、全負荷を下回る領域や定格速度を大きく下回る領域ではやや低下します。

この2つの係数がどちらも負荷に依存するため、定格出力の半分で運転しているモーターは、単純に計算上の電流の半分を消費するわけではありません — 力率は出力よりも速く崩れるため、部分負荷では電流と出力の比率がむしろ悪化します。これこそ、カタログの「一般的な」値を銘板の数値の代わりに使うと、概算の結果しか得られない理由です。初期のサイジングには役立ちますが、最終的な保護設定には使えません。

• 銘板データは常に優先されます。実物のモーターに貼付された銘板には、実際の定格電流が直接記載されています — 入手可能であれば、出力・電圧・PF・効率から再計算するのではなく、その値を使用してください。この2つの後者(PFと効率)は、巻線設計と製造公差によって変わるためです。
• 始動電流はまったく別の数値です。直入れ始動では、ロータが静止状態から加速する1〜2秒の間、全負荷電流のおよそ5〜8倍の電流が流れます — ブレーカー、コンタクタ、ケーブルは、この計算機が算出する定常状態の全負荷電流だけでなく、この突入電流を見込んでサイジングされます。
• kVAはkWと同じではありません。皮相電力(kVA)は、電気の供給側 — トランス、発電機、ケーブル — が供給できるようにサイジングしなければならない値であり、この式が考慮する力率と効率の損失の分だけ、実際の機械的な仕事(kW)よりも膨らんでいます。