短い答え: 単相モーターは三相電源で動作できますが、それは単相導体と銘板に刻印された電圧の中性線が供給されている場合に限られます。 3 つのフェーズすべてを一度に使用することはできません。 3 番目の導体は単に使用されないままになります。システムにニュートラルがない場合、または利用可能な電圧が銘板と一致しない場合、モーターは始動を拒否するか、過熱して故障します。
それが二文で答えです。以下では、その理由を説明し、各一般的な三相電源が実際に何を提供するかを示し、ほとんどの人が実際に尋ねている逆の質問、つまり単相電力しかない場合に三相モーターを動作させる方法について説明します。
単相モーターが三相すべてを使用できない理由
単相モーターには 2 つの電源端子があります。フレーム内には、メインの実行巻線 (通常は補助巻線または開始巻線)、およびローターが速度に達すると補助巻線を落とすコンデンサまたは遠心スイッチが配置されています。開始スキームは、2 点間に 1 つの正弦波電圧が印加されることを想定しています。
三相電源は 3 本の導体で構成されており、その電圧は電気角で 120 度離れています。 2 端子デバイスは、相間または相間または中性点のいずれかで、これらのポイントのうち 2 つだけをブリッジできます。そのため、実際の質問は見出しの質問よりも範囲が狭くなります。
- 電圧一致: 利用可能な単相電圧はモーターの銘板の値と同じですか?
- ニュートラルパス: 4 線システムでは、モーターに中性線があり、モーター電流に合わせたサイズになっていますか?
- 始動電流: ブランチは、開始ごとに 1 秒未満の間に流れる 3 ～ 5 倍の運転電流に耐えることができますか?
各三相電源が実際に提供するもの
「三相」は 1 つの電圧ではなく、ほとんどの間違いはそこから始まります。以下の表は、北米、ヨーロッパ、輸出市場で使用されるシステムと、それぞれのシステムで単相モーターが認識するものを示しています。
| 供給体制 | フェーズ間 | 位相から中性点へ | 230Vの単相モーターは動作しますか? |
|---|---|---|---|
| 120/208V Y 字、4 線式 | 208 V | 120V | いいえ、120 V は銘板の定格をはるかに下回ります。 |
| 277/480V ワイ、4 線式 | 480 V | 277V | いいえ、277 V は 230V の巻線を過熱させます |
| 400/230 V Y 型、4 線式 (IEC) | 400V | 230 V | はい、設計どおりに位相をニュートラルにします |
| 240V デルタ、3 線式 | 240V | なし | はい、モーターの定格が 240 V の場合、ライン間で接続可能 |
| 240V デルタ、ハイレグ、4 線式 | 240V | 120V on two legs, 208 V on the high leg | 230 V の場合はいいえ。照明脚に適合するのは 120 V モーターのみです |
230 V モーターはおよそプラスまたはマイナス 10 パーセントを許容するため、約 207 V ～ 253 V になります。その範囲外では、巻き戻しまたは交換が次のステップとなります。
損傷が通常発生する場所
3 つの失敗パターンは、このトピックに関するほぼすべてのサービス コールの原因となります。
間違った電圧での線間接続
400 V システムの 2 つのラインにまたがって接続された 230 V モーターには 400 V が印加されます。絶縁応力はすぐに上昇し、通常は最初に動作コンデンサが故障し、多くの場合、数分以内に巻線が続きます。
ニュートラルなもの、またはサイズが小さいものはありません
3 線デルタ システムには中性点がまったくないため、機械で使用できる単相パスはありません。 4 線システムでは、中性線がモーター電流を流すことを意図していない細い制御導体になることがあります。パイロット ランプではなく、分岐回路に合わせてサイズを調整する必要があります。
三相VFDから単相モーターを駆動する
三相出力の標準ドライブでは、コンデンサ始動モーターを駆動できません。パルス出力はコンデンサと遠心スイッチに逆らって動作し、補助巻線は合成回転磁界を受け入れるように配置されていません。専用の単相出力を備えたドライブは存在しますが、始動回路は現場で即興で作るのではなく、関係するモーターのサプライヤーと協力して再加工する必要があります。
逆の質問: 単相電源で三相モーターを動作させる
このトピックを検索しているほとんどの人は、実際には逆の問題、つまり現場にある三相モーターに単相電源しか利用できないという問題に直面しています。簡単に言うと、精神的には同じであり、直接結び付けることはありません。
三相モーターを単相ラインに接続すると、回転磁界は発生しません。ローターは静止し、モーターはうなり音を立て、電流はローターのロックレベルに向かって上昇し、過負荷がトリップするか巻線が焼損します。以下の実行可能な方法はすべて、欠落している第 3 フェーズを人工的に作成します。
| 方法 | 仕組み | 使用可能な電力 | 最適な用途 |
|---|---|---|---|
| 直接接続 | 2 つのリードのみ、回転フィールドなし | なし | 決して、これはモーターを破壊します |
| 静止型位相コンバータ | コンデンサは開始フェーズと実行フェーズを作成します | 銘板の50～60％程度 | 軽い、時々負荷がかかり、始動が難しくない |
| 回転位相コンバータ | アイドラモーターが第3相を生成 | 100パーセントに近い | 実際の始動トルクを必要とする複数の機械を備えているショップ |
| 単相入力のVFD | 整流器とインバーターで三相を合成 | 特大のものを除いて約50％ | 速度制御も必要なモーター 1 台 |
| 単相モーターに置き換える | モーターを手持ちの電源に適合させます | 新しい評価の 100% | 230 V で最大約 3 HP の負荷 |
変換に苦労する価値があるかどうかは 2 つの数字で決まります。標準的な全負荷電流テーブルでは、230 V 単相モーターは 1 馬力で約 8 A、3 馬力で 17 A、5 馬力で 28 A となり、始動サージは 3 ～ 5 倍になります。また、VFD が単相から給電される場合、入力電流が少数のデバイスに集中するため、整流器と DC バスを定格内に保つために、ドライブのサイズをモーター電流の約 2 倍にする必要があります。
単相か三相: 実際に何が変わるのか
両方の供給が利用可能な場合、決定は 5 つの測定可能な違いに帰着します。
- 始動トルク： 三相モーターは始動時に全負荷トルクの約 200 ～ 300 パーセントを発生します。コンデンサ始動単相モータは約 150 ～ 200 パーセントを管理しますが、永久分割コンデンサ設計ではそれよりもはるかに低くなります。
- 馬力あたりの電流: 三相機械は、同じ定格の単相モーターの約半分の電流を消費するため、ケーブル、コンタクタ、過負荷が小型で安価になります。
- 効率と力率: どちらも三相でより高速に動作するため、プレミアム効率プログラムは三相を中心に作成されています。
- フレームサイズ: 同じ馬力の場合、単相モーターは通常、フレーム サイズが 1 つまたは 2 つ大きく、著しく重くなります。
- 実用的な天井: 約 3 HP を超えると、始動電流と導体サイズのせいで、単相オプションは意味を失います。構造とパフォーマンスの詳細な比較については、次の記事を参照してください。 単相モーターと三相モーターの違いの内訳 .
何かを配線する前のチェックリスト
- 電圧、位相、周波数、馬力、全負荷アンプ、サービスファクターの銘板を写真に撮ります。
- 理想的には負荷がかかった状態で、真の RMS メーターを使用して接続点の電源を相間および相から中性点まで測定します。
- 中性線が存在し、分岐回路の定格と一致していることを確認します。
- コンタクタと過負荷リレーがモータ電流とデューティサイクルに適合していることを確認してください。
- 古いモーターを再利用する前に、コンデンサーを検査し、遠心スイッチがスムーズに動くことを確認してください。
- 被駆動機器を接続する前に回転を確認し、筐体を塵埃、洗浄、屋外の条件に合わせてください。
モーターを手持ちの電源に適合させる
電源が 230 V 単相で、負荷が約 3 HP 未満に留まる場合、通常、全閉コンデンサー始動および走行モーターが最も簡単な答えとなり、変換装置が完全に不要になります。
単相全閉コンデンサ始動運転モータ 約 3 HP の 230 V 単相負荷に注目する価値があり、変換装置を回避する完全密閉型コンデンサの起動および実行オプションを提供します。 製品を見る→ 三相電源がすでに建物内にある場合は、48 または 56 フレームの高効率三相機械が、より低い電流、より優れた始動トルク、より長い耐用年数で同じ仕事をします。
三相分数馬力プレミアム効率モーター 三相電力が利用できる場合、この 48 ～ 56 フレームの高効率モーターは、低電流で長寿命の軽負荷の産業用負荷に適しています。 製品を見る→ 被駆動機器に可変速度が必要だが、単相電力しか利用できない場合、電子機器が転流を処理し、モーター自体にはドライブと戦うための始動コンデンサや遠心スイッチがないため、EC モーターは変換問題全体を回避します。
単相可変速機器用NEMAフレームECモーター この NEMA 48 フレーム EC モーターは、整流を電子的に処理しながら、始動コンデンサーや遠心スイッチを回避するため、単相電源の可変速機器に注目してください。 製品を見る→ フレーム サイズ、エンクロージャ タイプ、および効率レベルをセットとして揃える必要がありますが、1 つのサプライヤが単相と三相の両方のファミリをカバーすると、これが容易になります。 ウェイリード は、防滴、完全密閉、TENV 構造で 48 ～ 250 フレームの NEMA および IEC 設計を構築するため、サイトが実際に供給している電源に同じ負荷を適合させることができます。
よくある質問
単相モーターは 2 つの三相電源で動作できますか?
はい、線間電圧が銘板の定格と等しい場合に限ります。 240 V デルタ システム上の 240 V モーターは通常の取り付けです。依然として単相電力であり、3 番目の線は使用されません。
230 V 単相モーターを 400 V 電源に接続するとどうなりますか?
巻線には約 74% の過電圧が発生します。磁化電流が急激に上昇し、コンデンサに過剰なストレスがかかり、数分以内に巻線が過熱します。その結果、通常、巻線が焼け、コンデンサが膨らみます。
VFD は三相電源から単相モーターを動作させることができますか?
標準的な三相出力ドライブではできません。単相出力ドライブは存在しますが、始動コンデンサと遠心スイッチを再加工する必要があり、モーターはインバーター波形を許容する必要があります。ほとんどの改造では、モーターを改造するよりもモーターを交換する方が安価です。
三相モーターがより良い選択となる前に、単相モーターはどのくらいの大きさまで対応できますか?
コンデンサ始動単相モーターは、230 V で最大約 3 馬力、場合によっては 5 馬力まで容易に入手できます。これらのサイズでの全負荷電流 (それぞれ 17 A と 28 A) に加え、始動サージが 3 ～ 5 倍高いため、通常、2 ～ 3 馬力以上では三相が現実的な選択肢となります。
これをシンプルにするためのルールは、設計されていない電源にモーターを強制的に取り付けるのではなく、モーターを手持ちの電源に適合させることです。銘板を読み、中性点と位相間の電圧を測定し、中性点を確認し、分岐保護に対する始動電流を確認します。これら 4 つのチェックのいずれかが失敗した場合、答えは接続の違いではなく、モーターの違いです。
