三相モータの電流が安定しない

質問

お世話になっております。
特定されてしまいますので、具体的な機械名は申し上げられませんが、
三相モータ（15kW）＋Vベルトで仕事をさせる機械です。
機械的な負荷は一定で使用しているのですが、CT測定によるモータ電流値が30～40A程度に周期的（11秒程度）に変動してしまいます。
このときのモーター端子電圧は２０２～２０３Ｖ程度で、やはり変動しています。電圧と電流変動の位相（タイミング）は見れていません。
しかし、ある日、ある時、電流がしばらく安定（40±1A)したこともあります。この時、電圧は207Vで安定していました。
私は外部的影響（同工場内、近隣工場の電力消費）による電源電圧の変動が原因ではないかと考えているのですが、関係者からは１Vの変動で、電流が10Aも変動しないはずだと言われて困っています。

質問
・モーター端子電圧１Vの変動でモーター電流10Aの変動は説明つかないのでしょうか？
・外部的影響であることを証明する方法にはどのような手段があるのでしょうか？

機械屋なりに調べましたが、行き詰まりました。どうぞ宜しくお願い致します。。

教えて頂く立場にもかかわらず、機械名やワーク名を開示しないことをお詫び申し上げます。どなたでもご存知の機械ですが、狭い業界ですし、ワーク名を申し上げるとその機械が明らかになってしまいますので、どうか、ご容赦ください。

この機械とワークを模式的にでも表現しようと、あがきましたが、どのようにしても、私の知る限りそのようなものは「コレ」しかありませんので無理でした。

皆さんにご指摘頂いている負荷の変動に関しては、現在確認ができている範囲では変動が認められないのです。引き続き調査しますが、やはり以下の疑問があります。

・負荷が変動するとモーター電流値も変動するのは分かるのですが、その時、モーター端子電圧も変動するのでしょうか？

・15kWのかご形誘導モータの電流が10A変動したときのモータ端子電圧変動は計算で求められるのでしょうか？

愚問かとも思いますが、どなたかお教えください。

自己レスです。
皆さんが仰るように、負荷が変動していました。
ある条件下で、外乱がなくても、機内で負荷が変動していることが確認できました。（新知見）
ご回答頂いた皆様、ありがとうございました。

回答No.5

noname#230359

>CT測定によるモータ電流値が30～40A程度に周期的（11秒程度）に変動・・・
皆さんが回答されているように負荷変動によるものと考えます。
11秒程の周期で変動すると言うことであれば、この周期で回転（移動）するものがあると思います。
確認のため、モータのトルクを歪ゲージで測定してみるのも一つの方法と思います。ただ、トルク測定にはテレメータまたはスリップリングを必要としますので、計測の専門家でないと難しいですが、モータを固定している架台部又は機械部分を固定している部分（モータのトルクを支えている部分）に歪ゲージを貼って歪と電流値を比較すれば分かると思います。ただし、歪量は微少なのでストレインメータの感度をできるだけ高くするか、半導体ゲージを使う方法もあります。
モータの力率（電圧と電流の位相）が変わらず、回転数が一定であれば、電流はトルク（負荷）にほぼ比例すると思います。

お礼

ご教授頂き、ありがとうございます。
お教え頂いた測定は、私が今いる環境（人・モノ・金）では無理ですので、私なりに工夫して負荷の変動を実測しました。

回答No.4

noname#230359

供給電源の一次側に力率改善用のコンデンサーが設置されていませんか？
負荷が増え電流の位相が遅れだすと自動的にコンデンサーを入り切りして
力率を調整する為のものです。11秒周期での入り切りと言うのはあまり
一般的ではありませんが、設計電源容量ぎりぎりで使っているとこの様に
頻繁に力率調整が行なわれます。
オシロスコープをお持ちでしたら電流波形と電圧波形を観察してみる事を
お薦めします。

お礼

アドバイスありがとうございます。

進相コンデンサの設置状況について調査してみます。

回答No.3

noname#230359

電源電圧変動がモータ電流に与える影響は判りませんが
一般的にモータ出力トルクは電圧の二乗に比例する
http://www.radionikkei.jp/denki/contents/07303/index.html
http://nippon.zaidan.info/seikabutsu/2002/00397/contents/025.htm
http://www.nagoya.melco.co.jp/index.php?addr=/fair/fa_basic/04/41ap01.htm
http://wwwf3.mitsubishielectric.co.jp/faland/index.html
しかしながら電圧変動のみで電流が大幅に変わる事は無いと思います

定常運転中にも関わらず電流が大幅に変化する場合の例

１　インバータ駆動している　
　　インバータ２次側に電流計を付けると高調波の影響で電流計の針はピョンピョン飛び跳ねて
　　正確な電流値は測定出来ません

２　ＶＳモータやＰＩＶ変速機（自動型）を使ってる
　　僅かな速度変動でもフィードバック制御で速度変動を補正しようとして電流値はかなり変動します

３　前２項が該当しないなら負荷が変動している
　　負荷が何かは明記してありませんので憶測に過ぎませんが、負荷側の変動と思う
　　ベルトコンベアであっても逆に、常に一定しているほうが珍しいとも言える
　　負荷変動がほとんど無いのはファンくらいですが
　　単なる換気扇でも外気の状態で負荷は変わります（排気しているのに外部から強風が吹けば変わる）

機械名は開示出来なくてもどのような機械かは開示可能と思いますが？
負荷軸はローラ、ベルトコンベア、ファン、ポンプ、の類と思います
走行台車や旋盤、フライス盤等の主軸なら変動していて当たり前ですし

お礼

いつもありがとうございます。

１　インバータ駆動はしていません。
２　全閉外扇の汎用モーターをスターデルタで回しているだけです。変速は付いていませんし、、フィードバック制御等も行っていません。
３　については、基の質問に補足させて頂きます。

回答No.2

noname#230359

負荷電流が10Aも変動するということですがサーマル等が作動しないのでしょうか？
この電流値が合っているのか他の測定器(クランプメータ)で再度測定してみてはいかがですか？
>・モーター端子電圧１Vの変動でモーター電流10Aの変動は説明つかないのでしょうか？
これが原因とは思えません。負荷の変動によるものではないか？
>・外部的影響であることを証明する方法にはどのような手段があるのでしょうか？
電流値が正常であるとすれば11秒周期で負荷が変動していてそれがモーターに掛かり電流値が変動していると考えた方が自然かと思います。(すいません独断と偏見　仮説に過ぎません。あしからず)
一度モーターを無負荷で動かすことが出来ませんか。Ｖベルトはずして無負荷運転します。この時の電流値は下がるでしょうが変動するが問題です。
仮に負荷電流が28Aあったとします。これが11秒周期で+4Aになるとか、全く変動がないとかが確認できればよいのですが。
変動が合った場合はモーターのベアリング(モーター内部での負荷)などが考えられます。勿論外部的影響も･･･(外部的影響ですが他の機器にもでるとおもいますし)
変動がなかった場合は負荷側によるものと考えられます。

お礼

アドバイスありがとうございます。

定格電流55Aのモーター（サーマル設定値も）ですから、現在の運転状態では10A変動してもサーマルは作動しません。

本件の機械は出荷したばかりの新品です。
何台も同じ機械が、他の顧客先で稼動していますので、
この機械の無負荷時の電流値は20A程度であることは把握しています。
本件の機械も無負荷（ワークを流していない状態）では19～20Aでした。
この状態のモーター端子電圧の変動は202V程度が0.5V程度、やはり11秒周期で振れていました。

回答No.1

noname#230359

毎度ＪＯです。
専門ではないのですが、電圧変動（２０２～２０３Ｖ）で電流10Aの変動はモータ負荷の変動が考えられます。

モータのＶベルト「滑り」が発生していませんか？？
ベルトの滑りが原因であれば、電流10Aの変動も考えられるのですが。

お礼

早速のアドバイスありがとうございました。
私もVベルトの滑りを疑ったので、目視で確認しましたが、
異常な状態とは見えませんでした。
また、ベルトの張りは適正だったのですが、
あえて張りを強くしたり、弱くしても状況に変化は
ありませんでした。