無負荷の三相誘導電動機の周波数に対する電流と出力

質問

三相誘導電動機をインバーターを用いて、無負荷状態で周波数に対する回転速度を計ると、インバータの周波数を増やすと途中まで増えていた電動機の一次電流と一次出力の値が次第に下がって来ますがどうしてなのでしょうか？

周波数が増えるにしたがって回転速度と一次電圧が増えていくのは分かりますが、
電流と出力が途中から下がっていく理由がわかりません。

ちなみにインバータの入力電圧は200V、周波数は10Hz→60Hzと変化させました。

どうかよろしくお願いします。

回答No.1

ikkyu3 · ベストアンサー

＞電動機の一次電流と一次出力の値が次第に下がって来ますがどうしてなのでしょうか？
誘導電動機の等価回路は、１次コイルと２次コイルとを空隙を設けて対向させて、２次側を回転させることができる変圧器と考えることが出来ます。
そこで無負荷特性は、変圧器と同様に考えて、電圧を変えずに周波数だけ上げていったとします。
磁束密度は、周波数と反比例しますから、磁束密度は下がり励磁電流と鉄損電流は減りますから、１次電流は減少します。
１次出力とは、なにか良く分りませんが「インバーターの出力＝電動機の入力」のこととしますと電動機の入力は、電動機の入力電流掛ける入力電圧ですから減少します。
もし、これが実効電力のこととしても磁束密度が下がっていけば、鉄損や銅損が減少しますから、下がります。

＞周波数が増えるにしたがって回転速度と一次電圧が増えていくのは分かりますが、
１次電圧がひとりでに増えることは、有りません。周波数が上がると回転が上がりますから、確かに逆起電力は、上がりますが、電動機の電圧を決めているのはインバーターですから、インバーターが、その様に作られているのでしょう。
＞電流と出力が途中から下がっていく理由がわかりません。
無負荷時では、前記のように電流と無負荷電力が下がっていきます。
途中からになる理由は、上記のようにインバーター電動機の励磁特性に合わせて周波数があがるとき一旦電圧が上がるように作られているせいと思います。たとえば、10Hz→50Hzまで電圧をあげていき、あとは60Hzまで一定電圧にする。

ちなみに、ご質問では、電動機の定格が60Hzで200Vとしますと10Hzから実験開始では、電動機の鉄芯が飽和しないようにかなり低い電動機の１次電圧になっていませんでしたか。
ちょっと分りにくいかもしれませんが、周波数に対して電動機の電圧を決めているのは、インバーター（の設計の考え方）です。

お礼

なるほど、そうだったのですか。よくわかりました。
ありがとうございました。