電動機の負荷試験にて回転数の低下の割合が大きく説明を求められ困っています。

質問

電動機の単体負荷試験を行った所、回転数の低下率が5％程度となりました。この割合が大きいとの事で理論的な説明をする必要があり困っています。
試験条件としましては、出力軸にトルクメ－タを取付、負荷一定(7.5kW)となる様電流値を調整（上昇）させています。（電圧は400V一定）
・仕様：定格出力(連続)7.5kW，定格電流15.3A，定格電圧400V
結果としましては、電流値が17.7A程度まで上昇、回転数1450→1370rpm
(50Hz)程度まで低下、又、この時巻き線温度上昇値は100℃を越えています。
温度上昇の影響により回転数の低下が誘発されている事は判断できるのですが、割合が大きいとの事です。（通常は1％程度？）
試験方法，温度上昇等の影響によるなど理論的な説明をする必要があり、
どなたかお知恵をお貸し頂きたく、よろしくお願い致します。
小生、ズブの素人ですのでわかりやすく説明頂けると助かります。

回答No.5

lumiheart

単純に
入力ＶＡ＝４００Ｖｘ１７．１Ａｘ１．７３＝１２．２ｋＶＡ
と、言う事では？

本来ならば
入力ＶＡ＝４００Ｖｘ１５．３Ａｘ１．７３＝１０．８ｋＶＡ
軸出力Ｗ＝１０．８ｋＶＡｘ力率０．８ｘ効率０．８７＝７．５ｋｗ
となる筈なのに

１２．２－１０．８＝１．４ｋＶＡ
これだけのエネルギーが損失として消えたか
さもなくば各計測器の校正がずれているか

使った動力計のフルスパンはいくつでしょう？
http://www.tokyo-plant.co.jp/product/ecd/index.html
http://www.meidensha.co.jp/pages/prod14/index14-1.html
１００ｋｗ用動力計で７．５ｋｗを測定しても
１ｋＶＡ程度の誤差は出ても不思議では無いとも思うし

>電動機側の入力電流のみ操作しているようです。
ただ、どうやって入力電流を操作したのでしょう？
入力電圧を上げる以外には無いと思うのですが？
スライダックで上げたのかな？

回答No.4

Denkigishi

やはりそうでしたか。負荷試験ですから負荷をしっかり調整し、負荷量を掌握しないといけません。負荷量はトルクだけではなく、トルクと回転数の積から求めます。それに電動機の電流を故意に変えたりしてはいけません。負荷を変えずに電流を変えたら電圧も変わっている筈です。電流は負荷試験の結果として得られるべきデータです。
言いづらいですが、そういうデータであれば、解析して検討する価値はほとんど無いと思いますが、スベリが５％となった理由は、ＮＯ１、ＮＯ２の方がお答えされたとおり過負荷によるのは間違いないでしょう。もしこれが学生実験なら再実験を指示します。仕事なら尚更ですが。

回答No.3

Denkigishi

私は専門学校で学生に電動機の実験を指導してますが、その私にもこの負荷試験の状況がイメージ出来ません。
誘導電動機の負荷試験は、定格周波数、定格電圧の電源を電動機に供給し、小型だと電磁ブレーキ、大型だと発電機と抵抗負荷からなる負荷装置を使って負荷トルクを順に変えながら、速度計や電流計などのメータを読むというのが教科書的な方法ですが、あなたのところの試験も同じですか？　それとも別の方法ですか？
また、＜負荷一定(7.5kW)となる様電流値を調整（上昇）させています＞という文章について
（１）負荷一定(7.5kW)とはどういう計測方法によるものですか？
（２）負荷を調整するために何を操作していますか？
（３）電流値とは何の電流ですか？　負荷設備それとも電動機？
まずは以上を確認させてください。

補足

ご連絡有難う御座います。
負荷試験の状況ですが、モ－タ出力軸+カップリング+トルクメ－タ+カップ
リング+発電機（+抵抗負荷からなる負荷装置）という構成となりますので、
ご指摘内容と同じ方法だと思います。
上記トルクメ－タにおける出力（検出）を一定に保つように、電動機への
入力電流を上昇させています。　発電機側の負荷調整はどう行っているか
確認取れていませんが、試験中は負荷側の操作は行っておらず、電動機側
の入力電流のみ操作しているようです。
ご質問の回答になっているでしょうか？
よろしくお願い致します。

回答No.2

ZVF

＞負荷一定(7.5kW)となる様電流値を調整（上昇）させています。
というより、勝手に電流値が上昇しているのではないでしょうか。
ご説明からすると、やはり過負荷になっているように思われます。普通モーターの軸は手で軽く回る状態が正常です（負荷に問題がないとして、又は負荷をはずした状態で。）。ベアリングが劣化していると引っかかりを感じたり、回転にムラを感じます。このような状態でも電流値が増え、過負荷となります。温度については、名盤にある絶縁種別（Y-90℃、A-105℃、E-120℃、B-130℃・・・など）の範囲内ならOKだと思います。作業はくれぐれも安全第一で！

補足

ご回答有難う御座います。
今回の試験条件は、負荷一定という事で故意に電流値を上げるという操作を
行っています。　又、特にご指摘のような機械的な負荷はありません。
温度に関しては、絶縁種別：Ｆ種ですので温度上昇限度は105℃となります
が、この温度内においても回転数は3％弱低下しています。
一般的に電動機の温度特性はこんなものでしょうか？
ちなみに温度上昇がサチった(安定)ところで、回転数も安定しています。
何かアドバイスあればお願い致します。

回答No.1

foobar

電動機の形式は何でしょうか（ご質問の内容からすると三相誘導機でしょうか）？
電動機の電流はどのようにして制御していますか？（負荷トルクを変えている？）
軸トルクの測定値の確度はどれくらいでしょうか？
７．５ｋＷで運転開始時の電流値は定格付近だったのでしょうか？

出力7.5kWと思って試験していたが、何らかの理由で過負荷での試験になっていた、というような状況も考えれられるかと思います。

補足

早速のご回答有難う御座います。又、説明不足で申し訳ありません。
今回の電送機は、三相誘導電動機です。
電流値の制御は、出力(7.5kW)を一定とする為、回転数が低下した分電流値
を上げてトルクを上げているようです。　が、温度が上昇し、抵抗が増えて
いるので、電流値を上げてはいますが、トルクも上がっているのでしょうか？
出力軸に取付のトルクメ－タは、校正の取れたものでそれなりの精度がある
ものと思います。
又、試験開始時の電流値は16.0Aですので、最初から定格値を越えています。

出力は一定ですが、電流(トルク？)を上げていますので、過負荷運転となっ
ているという事でしょうか？　
今回の試験方法（出力一定制御)では、温度上昇→抵抗増加→電流値増加と
いうようなサイクルで温度上昇が増幅されるというスト－リ－はそれなりに
理解できるのですが、これと回転数低下の増大が理論的にどう結びつくの
でしょうか？
今一度アドバイスをお願い致します。