三相２００Ｖの電流低下

質問

現在、工場内の配電盤電源から複数台の三相ＡＣ２００Ｖの誘導モーターを運転しています。
先日、あるモーターの相電流値が５０％以下になると停止する欠相エラーが起こりました。事前に調べたモーターコイル間の抵抗値に差は無いようです。

その後、２４時間、別モーターで２相の電流値を測定しました。
その結果、２相間の電流値が９０～７５％変動していることがわかりました。電圧の変動は±５％以内に収まっています。また、電流低下は決まった時刻に発生する様です。
このような、７５％も電流値が低下してしまう原因はなんでしょうか。また、５０％も低下してしまう事はありうるのでしょうか。
どんな情報でもよいです、ご教示下さい。

回答No.2

fujiyama32 · ベストアンサー

<この回答へのお礼>を見て考えました。
現象から可能性を考えました。この真空ポンプの電源側にインバータは使用していませんか? また、欠相リレーはこの電源とインバータ電源端子間に接続されていませんか?
インバータにて真空ポンプを駆動しているとすれば、電源側の3相の電圧がアンバランスになりますと、電圧の低い相の電流(インバータ入力電流)は小さくなります。
必要とするエネルギーは一緒なので電圧の高い相から不足するエネルギー分（電流）を加えて流れることになります。

特に負荷が軽くなりますと、この傾向が強くなり、殆ど電流が流れてない状態になることもあります。このような場合は、インバータ専用の端子に「直流リアクトル」を追加接続します。これにより電源側電圧にアンバランスであっても、入力電流が平均化され、アンバランスが小さくなります。
インバータの場合、電圧のアンバランス率は次のように計算します。

　相間アンバランス率[%]＝（[最大電圧－最小電圧]／3相平均電圧）×67[%]

この値が２％以上の場合、「直流リアクトル」を接続します。

電流アンバランスのまま、インバータ運転をしていますと、インバータが故障する原因にもなります。
「直流リアクトル」はインバータメーカで専用のリアクトルを用意していますので、これを購入して追加接続します。
一方で3相電源に接続する単相負荷は3相に均等に接続し、アンバランスが少ないように配慮します。

また、時間により、電圧低下が起こると言うことは、その時間に大きな負荷が加わっていると推定されます。自社の設備でそのような負荷設備がありませんか?
あれば、変圧器容量等の設備全体を再検討する必要があります。また、高圧受電しているようであれは、近隣の工場の影響を受けていることも考えられます。この場合は電力会社に相談することも考えた方が良いでしょう。

可能であれば、2相ではなく、3相同時に電圧と電流を測定した方が良いと思います。
データレコーダ(経過時間と共に記録できる測定器)の使用が最善で、正しい判断ができます。余計なことですが測定器をレンタルする会社もありますので、レンタルされたら良いと思います。

（注意）
現場や欠相リレーの動作状態を見ていませので、推定原因の一つと言うことで考察してみました。

お礼

ご返答ありがとうございます。
インバータ使用に関する、貴重なご意見を頂き、とてもためになりました。
しかしながら、今回はインバータを使用していないのです。他部署にも大きな負荷をかけていないか、きいてみたのですが、それは無いようです。現在、データレコーダを社外から借用して計測中です。ただし、これは電力測定用なので、２相の電流値しか計れません。三相のうち一相だけ低下しますので、とりあえず計測中です。

回答No.5

shino0413

書き忘れました。
多分違うとは思ってますが、欠相になった場合にすぐに復帰しないけど時間が立つと復帰する
ような場合に、本当に単なる欠相（どこかが中途半端に接触不良で過熱による場合）ってことも
あると思いますので、欠相エラーが出て復帰できないときに電圧を測定しておく（できるだけ
モーターに近い点で）良いと思います。上記の場合だと150Vとか明らかに変な値が出る可能性が
高いです。

それと技術の森の方は↓ですよね。補足があるからリンク貼った方が良いと思いますよ。
http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=139763&event=QE0004

お礼

ありがとうございます。
「技術の森」でも掲示しましたが、相電圧５％の変化で、相電流が４３％も変化する事例の紹介がありました。
　　　　　　↓
http://www.m-net.ne.jp/~ss-mitui/QM11.pdf#search=

先にご回答頂いていましたが、資料を頂き、これほど変化することを改めて確認しました。どうもありがとうございます。

回答No.4

shino0413

技術の森の方も少し読んでみたんですが、リンク先の事例ではないかという気がします。
そうだとすると簡単にはいかないのではと思いますが、一応対策も書いてあるので読んで
みてください。

参考URL：

http://www.radionikkei.jp/denki/contents/05102/index.html

お礼

情報提供ありがとうございます。
特別、私共だけの事例でないことがわかりました。当社の管理を依頼しています保安協会の担当の方にも相談してみます。

回答No.3

z666

Ｎｏ２さんの話は参考になりましたね。うちは３相負荷しかないといっても過言ではないので、気にしたこともありませんでした（インバータは結構使っている）。
　真空ポンプの電流がそんなに減少するのですか？？？これは機械屋さんの知恵も必要ですね。
　文章から察するに素人さんではないと思うので分かっているとは思うのですが、モータは動き続けてロード、アンロードのような動きはしていないですよね（空気圧縮機などに良く使う）。真空ポンプであれば、真空を引く⇔真空破壊といった動作になると思うのですが。特定の時間に発生するというのがどうしても気になるんですが、その時間にどこかの弁が開いて、真空を引いていないなんて可能性はないですか。
　まあそんな単純な原因ではないと思うので、どのようなときにどういう電流特性になるか機械的な判断が必要です。ただし機器構成や、配管系統図を要求されると思いますが。揚水ポンプ等と違い真空ポンプであれば、ある程度負荷変動する可能性も捨て切れません。
　また、Ｎｏ２さんのインバータの話でないとすれば、電流が増加するならともかく減少するので、電源電圧が原因の可能性は低いと思うのですが。
　このレベルの質問だと維持管理マンにはきついので、ｇｏｏではなくて「ＦＡ屋の溜まり場」あたりに載せたほうが専門家から回答が来るかもしれませんね。
　私もこんなときの維持管理の辛さは良くわかっているのですが、役に立てなくてごめんなさい。
　”私はすでに死んでいる。ひでぶ”

お礼

ご助言ありがとうございます。
実は「技術の森」にも同様の質問をさせていただいております。「ＦＡ屋の溜り場」もみてみます。

回答No.1

z666

お困りのようなので、全く自信はないですが投稿します。
　まず負荷電流が変動する点ですが、これについては負荷を具体的に書いたほうが回答がくると思います。
　誘導電動機は負荷が必要とするトルクと電動機の発生トルクが釣り合った点（滑り≒回転数）で運転します。その回転数（本当は滑りですが以下回転数で表現します）によって電流値が変動するのです。回転数と電流値の関係は、反減時特性（回転数が小さいと電流値は大きく、回転数が大きいと電流値は小さくなる）です。始動時は回転数＝０なので大きな電流（始動電流の正体）が流れます。
　負荷の必要トルクが少なくなると、電動機トルクとの交点は回転数が大きくなる（体感上見分けることは無理）方向に移動し、結果として電流値が小さくなるのです。
　破砕機という機械がありますが、これは実際に破砕しているとき（電流値大）と、空運転のとき（電流値小）では大きく電流値が違います。それは負荷の必要とするトルクが大きく変動し、それに伴って回転数が変化（しつこいようですが体感はできません）するからです。
　回りくどくなりましたが、要は負荷の種類によっては定格の７５％程度まで電流値が減少することは普通にありえるということです。だから具体的に負荷（トルク変動があるようなものか）を表現しましょう。
　次に欠相についてですが、これは難しいですね。欠相の原因としては配線の断線、接続部の弛み、モータ巻線の断線等が考えられますが、いずれも本当に起きてしまったら自然に治るようなものではありません。また、誘導電動機は本当に欠相して一旦停止してしまったら、２度と回転しないので、そういう意味ではリレーやマグネットの不良（誤動作）の可能性が高いのでは。
　ちなみに欠相保護は、不平衡とかではなく５０％以下で動作ということでよかったですよね。

お礼

早速の回答、ありがとうございます。
１．負荷は真空ポンプ(ドライポンプ)です。起動時には大きな電流が流れますが、定速になると負荷は、ほとんど変わりません。この定速時に電流の低下が起こるのです。
２．欠相エラーは三相のうち二相の電流値を測定していて、二つの比率が５０％以下になると停止します。
３．欠相エラーで停止して、即再始動しますと同じエラーになりますが、翌日など時間が経過すると再始動ができ、そのまま運転できます。マグネットスイッチ等の誤動作ならば一時的な停止になるのではと思っています。