インバータ制御の3相モーターの周波数

質問

例 3相モーター 50kw/4p
で、インバータ出力100%＝1500rpmだと思いますが、その際の周波数は単純にモーター記載の50Hzでいいんですよね？

なら、インバータ出力50%は750rpmで周波数は半分の25Hzとなりますよね

でも、モーターは30Hz以下での運転は冷却不足で温度上昇の危険があるから、普通はそこまで下げない、とも聞きます。

ちなみにインバータは60Hzまで上げられると見たのですが、60Hzで運転した場合、インバータ出力はどうなるのでしょうか
もしかして60Hzがインバータ出力100%なのかな、と
その際の回転数は単純に1800rpmですよね

回答No.6

ohkawa3 · ベストアンサー

定格が50kWのモーターとは、定常的に50kWの機械的負荷をかけて運転できるモーターのことです。モーターの定格周波数が50Hzとして、50Hzで駆動した場合であっても、無負荷であれば出力はゼロになります。短時間であれば、50kWを超える出力を取り出すことも不可能ではありません。
上記の事情は、駆動する周波数を変化させても同様であって、インバータの発生する周波数で、モーターの出力は決まらないということなのです。

回答No.5

lumiheart

回答３です
＞50kw×0.5倍で25kwで回ってて、回転数も半分になるのでしょうか

CB1000R
https://www.honda.co.jp/CB1000R/spec/
最高出力 107kw/10,500rpm

信号待ちで停車中にギアニュートラルでアクセル全開　
１０５００ｒｐｍまで回したら１０７ｋｗ出てる　って　わけじゃあない
何故なら　ギアニュートラルで出力トルクはゼロだから

トルク、出力計算
https://keisan.casio.jp/exec/system/15032958227670
出力(キロ・ワット) = 2π x トルク(N・m) x 回転数(rpm) / 60 / 1000

ガソリンエンジンでもガスタービンエンジンでも電気モータでもこの公式に変わりはない
２輪でも４輪でもポルシェカレラでもフェラーリディアブロでも
物理計算式は変わらない

出力[kw]は回転数ダケでは決まらない
負荷トルクと回転数で決まる

負荷トルクは負荷抵抗と負荷イナーシャで決まる
電動走行台車　動力計算
https://cyclo.shi.co.jp/apps/powerCalculation/daisya.htm

ファン、ポンプのトルクはモータ回転数の２乗に比例
https://www.inverter.co.jp/app/APP/A-03/1.asp
https://jeea.or.jp/course/contents/09202/

回答No.4

ohkawa3

＞ちなみにインバータは60Hzまで上げられると見たのですが、60Hzで
＞運転した場合、インバータ出力はどうなるのでしょうか

50Hzで200Vの出力のインバータであって、60Hzに周波数を上げたときに出力電圧を240Vにできれば、理論的にはモーターの定格出力を120％にアップできます。
とはいっても、インバータの出力電圧は200Vより上げられない設計になっていますし、モーター自体についてもメーカーは240Vでの運転は認めていないと思います。という訳で、理論的には50Hz駆動に比べて60Hz駆動の方がモーターから取り出せる機械的パワーは大きくなりますが、現実には50kWのモーターは、50Hzでも60Hzでも定格出力は50kWで変わりません。

kWの単位で表すのは「電力」のようにお感じかもしれませんが、産業用のモーターの定格でkWで表すモーターのパワーは、「機械的出力」ですので、再確認なさることをお奨めします。

回答No.3

lumiheart

先ずインバータの出力の定義はｋＷです
５０ｋｗが１００％出力は５０ｋＷです

つまり１５００ｒｐｍが１００％ではアリマセン
１５００ｒｐｍは５０Ｈｚ地域での回転数の１００％です

＞ちなみにインバータは60Hzまで上げられると見たのですが、
国産インバータのほとんどの機種で初期値の最大周波数は１２０Ｈｚです
つまり４Ｐモータを３６００ｒｐｍまで回せます
https://www.mitsubishielectric.co.jp/fa/products/drv/inv/pmerit/index.html
https://www.e-mechatronics.com/product/inverter/series/
https://www.fujielectric.co.jp/products/inverter/frenic-mega/
https://www.hitachi-ies.co.jp/products/inv/index.html

尚、国産誘導モータの多くは３６００ｒｐｍまで平気に回せます
https://www.mitsubishielectric.co.jp/fa/products/drv/i_motor/pmerit/index.html
https://www.fujielectric.co.jp/products/motor/
海外製はその限りではありませんが

＞モーターは30Hz以下での運転は冷却不足で温度上昇の危険があるから
負荷次第です
例えば走行台車に満載で走行した時と空荷で走行した時は負荷率が変わります
当然の事ながら満載で３０Ｈｚは冷却不足は発生する
でも空荷なら楽勝

極論すれば１Ｈｚでも安定に回せる　＜制御屋の腕次第！

補足

難しすぎてチンプンカンプンなのですが、
出力＝Kwということで、50kwから、現場で出力50%にしたよ〜って言われたらそれは50kw×0.5倍で25kwで回ってて、回転数も半分になるのでしょうか

回答No.2

ohkawa3

インバータの周波数を50Hzに設定すれば、4極のモーターはすべりを無視すれば1500rpmで回転します。
また、25Hzに設定すれば、750rpmで回転します。

「インバータの出力を〇〇%」とするという表現は、技術的には不正確だと思う次第です。

回答No.1

ohkawa3

モーターの回転数は、インバータの出力周波数に従って決まることは間違いありません。ただし、誘導電動機では、数％のすべりがありますので、4極機を50Hzで駆動した場合、1500rpmより少々遅く1450rpm程度になります。
一方で、出力（機械的なパワー）は、モーターの性能だけで決まる値ではなく、どれだけ負荷をかけるかに依存します。
一定トルクの負荷であれば、出力は回転数に比例します。ファン（ブロワー）などの負荷であれば、出力は回転数の二乗にほぼ比例します。

補足

んーちょっと分かりにくいんですが、4極モーターで無負荷のブロアーやほぼ一定負荷の渦巻きポンプのインバータ出力100%＝50Hz＝約1500rpm(滑りは割愛)でいいんですよね？
だから、出力50%＝25Hz＝約750rpmも同様