インバータの負荷測定について

質問

はじめまして。
インバータの負荷の変動を電気的に観測したいと思っています。
具体的には、切削機械の電動機をインバータ運転しており、
切削条件やカッターの違いにより、電気的な変化はどの程度あるのか
調べたいのです。

私自身は、インバータ一次側の電力を、クランプオンテスターを使用し、
インターバル1秒で記録、測定値をグラフ化して比較しようかと
考えているのですが、インバータを相手にするのは初めてで、
自信がありません。
このような手段で正解でしょうか？
また、他にどんな手段が考えられますか？
お知恵をお貸しください。

回答No.4

foobar

負荷の変動による電気的な変化といっても、いろいろ有るので、「何を知りたいか」をまずおさえて、それに応じた測定方法（測定する点、使う機器）を考える必要が有るかと思います。

例えば、ざっと思いつくのは
1. 負荷のパワー(モータが消費している電力)
2. 負荷に流れている電流(インバータの容量に関係）
3. インバータの入力電力(接続している電源に関係）
4. インバータの入力電流(同上）

3や4なら、インバータの入力電流を測定して(もっとも入力電流の測定も波形歪の影響があることを頭の隅に残し説く必要があります）評価できるでしょう。
また、インバータの効率がわかっていれば、1.の負荷電力を概算することも可能でしょう。

2.なら、＃２さん回答に有るように、インバータからの信号を使うことも可能かと思います。（あるいは、インバータ出力に電流計を入れるか。その場合、測る目的に応じた電流計を選ぶ必要がでてくる場合もあります。）
(使うモータの特性がわかっているなら、（インバータからモニタ/制御信号としてでてくる）負荷の電流、電圧、周波数から負荷の消費電力(上記1.)を評価することも可能です。）

1.なら、インバータ対応の電力計を使う（コストの兼ね合いもありますが）が一番楽なように思います。(他の測定値から計算もできますが、出てくる数値の精度や、計算の手間もあるので）

インバータによっては、１から4の測定に使える信号が他にも出力されているかもしれません。(例えば、インバータの直流電流が出力されていれば、これはほぼ、1.の負荷電力に対応させることができます）

回答No.3

kiki_s

>インバータには計測用アナログ出力みたいなものが用意されていたのですか。
どのメーカでも、ほぼ標準で搭載されています。
安価な凡用インバータだと搭載されていない場合もあります。

インバータのメーカと型式が分かれば、もう少し詳しく書けるかも知れません。
三菱ならすぐ分かるのですが・・・

ただし、日本製であまり古くない機種に限定されます。
また、アナログ出力を利用していない場合は簡単ですが、
機械の制御に利用されていると難しいかも知れません。

日本では三菱、富士、日立、安川あたりが有名でしょう。
ちなみにオムロンもありますが、中身は安川製です。

回答No.2

kiki_s

切削機械の電動機という事であれば、それなりの容量があるインバータだと思います。

確かに、インバータの２次側も交流には違いありません。
しかし、周波数が変わりますので、正確な電流値は測定出来ません。
これはクランプメータ自身が商用電源を計測する様に設計されているためです。
インバータを商用電源と同じ５０，６０Ｈｚで運転しても、値は多少ずれます。
もちろん、インバータなどに対応した測定器なら計測出来ます。

実際（インバータ内部での演算による電流値）を計測するのが普通です。
インバータのメーカ、型式が分かりませんが、
制御端子にアナログ出力や、パルス出力があります。
アナログ出力をインバータの制御に使われている場合は、
その信号が電流値などの設定になっていれば直流電圧が出て来ます。
通常は０～１０Ｖ／０～＊＊Ａという値です。

パルス出力は周波数や回転数に利用するのですが、
インバータのパラメータ設定によっては、
電流値を出力する事も可能だったと思います。
（自宅なので資料がありません）

上記の例は、あくまで日本製のインバータです。

多少の誤差は構わないのであれば、
クランプメータでも計測出来ない事はありません。

お礼

返答ありがとうございます。
なるほど。インバータには計測用アナログ出力みたいなものが用意されていたのですか。
知りませんでした。
では、それがあれば、それを利用できないか検討してみようと思います。

回答No.1

foobar

負荷電力の測定でしたら、
インバータの負荷側に電力計をつなぐ
のが一番のように思います。

（インバータの電源側だと、インバータの損失を含みますし、負荷電力の変化が直流回路のコンデンサで1クッション置いて現れることに留意する必要があります。
また、インバータの入力電流測定だと、これに加えて、入力電流波形の影響
入力側の力率の影響も含まれてしまうかと思います。）

お礼

返答ありがとうございます。
インバータ二次側の出力は矩形波で、一般用計測機器ではかなり誤差を生じると聞いた事があったので、
一次側での計測をしようと思っていたのですが、foobarさんの意見だと、一次側の方が悪い結果になりそうですね。
(アホなのでfoobarさんの挙げてくださった現象がよく理解できませんでしたが、、)
とりあえず、二次側に計測器をかけて様子を見てみようと思います。