モータ速度トルク曲線は何を教えてくれるのか？

タスクは、あなたのモータに対してソフトスタータを購入することです。

電気機械式スタータによる直入れ始動ではなく、滑らかで簡単な始動を求めています。あなたは100HP、FLA 124A、NEMA設計B、KVAコードGと記載された銘板を持つモータを持っています。

以前からモータに携わっていれば、ここに特別なことは何もないと思うでしょう。そこで止まって、それに基づいてソフトスタータを選択すべきでしょうか？必ずしもそうではありません…

銘板に記載されていないのは、始動トルクの割合と速度トルク曲線の一般的な形状です。なぜそれが重要なのでしょうか？選択されたソフトスタータが実用的かどうかを判断するのに役立つからです。

過去数年間、モータの効率への義務化により、モータの特性が変化しています。上記のデータは過去にはスタータのサイズに適していましたが、今後は必ずしも十分ではなく、古いモータを交換する際には考慮すべきです。

例として、架空の名前「XYZ」モータのデータシートを最近見たところ、そのモータは500HP、8極、NEMA B、コードGと記載されていました。OK、良さそうで、異常なことはありません。ロータ磁束トルクを見るまでは。これは90％でした。これはソフトスタータの良い候補でしょうか？

おそらくそうですが、そうでないかもしれません。

説明しましょう。モータが始動するためには、始動プロセス全体を通してモータトルクが要求される負荷トルクよりも高い必要があります。モータの始動トルクが要求される負荷トルクより低い場合、ストール状況や過負荷トリップが発生し、モータへのさらなる熱損傷を防ぐ可能性が高いです。最終的な結果は始動の失敗です。

設計上、ソフトスタータは電圧を利用してトルクを制御します。利用可能なモータトルクは、印加電圧の二乗にほぼ比例します。

%トルク α %電圧²

この関係を考えると、印加電圧の60％削減は、発生トルクの約84％削減をもたらします。この例では、40％の電圧が使用されています。

(0.4)²=0.16、つまりロータ磁束トルクの15％が存在

そこで、フル回転トルクと比較してロータ磁束トルクが90％のモータ速度トルク曲線を見てみます。例のように電圧を40％に下げると、実際の始動トルクの16％になります。これはかなり低いです。この値でモータを始動するのに十分かもしれませんし、そうでないかもしれません。

これは数学に基づく例でした。もちろん、減電圧は100％までの始動を提供するように調整できます。要点は、始動トルクレベルの割合が最初から非常に低いため、扱えるトルクのマージンがほとんどない場合、ソフトスタータの使用は減少するということです。

最も一般的に使用されるモータはNEMA設計Bです。多くの従来のNEMA設計Bモータは、フル回転トルクと比較してロータ磁束トルクの割合が150～250％以上でした。

現在では、初期始動トルクの割合がはるかに低いモータを見ることが一般的になっています。これは、アプリケーションでソフトスタータを検討する際に考慮する必要があります。