DOL スターター モーター ガイド: 配線、定格電流、および制御リレーの選択

7.5 kW のボアウェルポンプが今月 3 回目でフィーダーブレーカーを作動させました。巻線のテストは良好で、絶縁は良好で、無負荷電流は適切な位置にあります。障害はスターター パネルにあります。コンタクタのサイズが小さすぎたり、過負荷のダイヤルが下がりすぎたり、直接オンライン構成が負荷にあるべきではない負荷に適用されたりしています。

0.37 kW ～ 15 kW のほとんどの三相かご形モーターでは、2 つの条件が満たされる限り、ドル スターター モーター回路が最も単純で安価で最も実用的な答えです。電源は端子電圧をコンタクタのホールドインしきい値以下に引きずることなく突入電流を吸収できなければならず、駆動負荷は制御されていないハードスタートに耐えることができなければなりません。以下のすべては、部品を注文する前にこれら 2 つの条件をテストすることに関するものです。

ドル スターターが最初の 2 秒で行うこと

ダイレクトオンラインスターターは、正確に 1 つのことを行います。それは、コンタクターを介してステーターに全電圧を印加することです。降圧段、変圧器タップ、半導体ランプはありません。コイルに通電した瞬間、モーター端子には 380 V または 415 V が表示され、ローターは負荷の慣性が許す限り早く加速します。

それは欠陥ではありません。スイッチングの瞬間、滑りは 1 に等しく、かご型回転子は短絡した変圧器の 2 次側のように動作します。それに応じて電流も大きくなります。 IEC 定格モータは通常、力率 0.3 付近で全負荷電流の 6 ～ 8 倍のロックされたロータ電流を消費します。これは、サージのほとんどが無効性であり、モータ自体ではなく線間電圧に実際の損傷を与えることを意味します。

方程式のトルク側の方が分かりやすいです。フル電圧では、ローターの設計に応じて、始動トルクは通常、全負荷トルクの 1.5 ～ 2.5 倍になります。それが DOL スターターのトレードマークです。寛大なトルクと強力な電流です。

実際、これは、電源がサージに耐えることができ、負荷に緩やかなランプを必要としない場合には、ダイレクトオンラインスターターが適切な選択であることを意味します。両方が偽の場合は間違いであり、一方だけが偽の場合はコイントスです。

パネルの内部: どの部品が最初に故障するか

ほとんどの DOL 障害はモーターに到達しません。 1 つのコンポーネントが最初にあきらめて、隣接する回路を使用します。

• コンタクタ: 全電圧下でモーターのオンとオフを切り替えます。 AC-3 デューティの定格で、始動電流と運転電流の両方をカバーする接点電流容量を備えています。
• サーマル過負荷リレー: 通常の始動サージではなく、持続的な過電流でトリップします。そのトリップクラスは、6 倍の電流を何秒間許容できるかを決定します。
• MCB またはヒューズ: 短絡保護を処理します。これは過負荷保護とは異なる仕事です。 2 つの間の調整は、最もよく見落とされるチェックです。
• スタートおよびストップの押しボタン: スイッチング回数が最も多く、ほこりの多い部屋や湿気の多い部屋では最初に酸化する安価な部品です。
• 制御リレー: リモート信号、タイマー、およびコンタクタ コイルへのインターロックをインターフェイスします。パネルが成長するにつれて、断続的な障害が集中する場所になります。

制御回路はスターターの過小評価されている半分です。小型中間リレーまたは 汎用電磁リレー 細い制御ケーブルで重い接触器コイルを駆動することができ、コイルの代わりにリレー接点がスイッチングの摩耗を引き受けます。

コイル電圧、接点定格、リレーに手動テストレバーが備わっているかどうかはすべて、データシートの見出しよりも重要です。複数のモーターを備えたパネルでは、DIN レールに取り付けられたモジュールにより、個々のリレー ベースに配線する必要がなくなり、交換作業は 10 秒で完了します。

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以下の表は、各部分が実際に何をする必要があるのか、そしてどこで問題が発生しやすいのかをまとめたものです。

DOL スタートで実際に流れる電流はどれくらいか

下のグラフは、4 つの一般的な始動方法の突入倍率を同じスケールで比較したもので、オンラインでの直接始動と制御されたランプのギャップが一目でわかります。

バーの長さは単一の共通スケールに基づいて描画されるため、6.0x バーは様式化された印象ではなく、実際には 2.0x バーの長さの 3 倍になります。 415 V で 11 kW モーターをオンラインで直接起動すると、最初の 1 ～ 2 秒間でおよそ 130 A が流れることになります。これは、同じ分電盤の照明がちらつくのに十分な量です。スターデルタでは、起動段階で各巻線に線間電圧の 58% を供給することで、その電圧を約 3 分の 1 に下げます。ソフトスターターは位相角制御を通じて同様の低減を達成し、全電圧突入の約半分に達します。可変周波数ドライブは電流を最も厳しく制限し、動作電流の 1.5 倍近くに保持しますが、低周波数で利用できるトルクはそれに応じて控えめです。実際的な結果は、電流の減少はすべて始動トルクの減少と追加のハードウェアコストで賄われるため、選択は決して突入電流だけを考慮したものではないということです。

あなたの保護が実際に見ている現在のプロファイル

突入倍数は単一の瞬間を表します。過負荷リレーは始動全体の形状に反応するため、電流対時間曲線は単一の数値よりも有用な設計ツールです。

実線の曲線は、全電圧が 1 ステップでステーターに到達したときに何が起こるかを示し、破線の曲線は、同じモーターがスターデルタ配置によって始動されたことを示しています。直接オンライン トレースは、走行電流の 6 倍までほぼ垂直にジャンプし、その後、滑りが低下し、ローターが回転磁界に追いつくにつれて滑らかに減衰します。スターデルタ トレースは、最初の 3 秒間は電流の 2 倍近くの平坦なプラトーを維持しますが、スターからデルタへの移行の瞬間には 5.8 倍近くまでスパイクします。この移行スパイクは、ほとんどの人が忘れがちな部分であり、最初の始動は快適に見えたとしても、わずかな熱過負荷が発生する箇所です。電流の約 2 ～ 6 倍の間の水平帯域が 8 ～ 10 秒間持続し、クラス 10 の過負荷が耐えられるように構築される設計ウィンドウです。負荷の慣性が大きいか電源が弱いため、加速がそのウィンドウよりも長くかかる場合、前のマシンで動作したのと同じリレー設定がこのマシンでもトリップします。

サイジングルールとそれを破る負荷

モーターの銘板の電力はサイジングの出発点であり、答えではありません。以下の表は、適切な容量の変圧器と通常の長さのフィーダ配線を想定して、直接オンライン スタートで 415 V 電源が合理的にサポートできる内容を示しています。

トルクの利用可能性によって、電気的側面が関連するかどうかが決まります。以下のグラフは、始動トルクを全電圧始動に対して正規化したものであるため、100 のバーは、モーターがライン全体で生成するものを正確に生成することを意味します。

トルクは印加電圧の二乗に比例して低下するため、電圧低下による始動には人々が予想するよりも多くの牽引力が必要となります。スターデルタは全電圧トルクの約 3 分の 1 のみを供給します。これは、負荷トルク自体が速度の 2 乗に比例して増加するため、遠心ポンプやファンに適した数値です。容積式ポンプ、スクリューコンプレッサー、および負荷がゼロ速度からほぼフルトルクを要求するフル負荷のコンベアでは、この問題は発生します。電流を積極的に制限するように設定されたソフトスターターも同様に動作し、加速と引き換えにピーク需要を低く抑えます。単巻変圧器の始動は 2 つの中間に位置し、65 パーセントのタップでフルトルクの約 42 パーセントを供給しますが、コストとパネル体積が増加します。負荷が真に完全な遮断トルクを必要としており、電源がまだ突入電流に耐えられない場合、正直な答えは通常、コンタクタをより賢く配置することではなく、可変周波数ドライブを使用することです。

負荷に合わせた始動方法

モーターの定格だけではスターターを選択できません。以下の比較では、実際にパネルの決定を促進する基準全体にわたって 4 つの方法をスコアリングしています。スコアが高いほど、その側面でのパフォーマンスが優れていることを意味します。

赤い多角形はダイレクト オンライン スターターに属しており、チャート上で最も偏った形状です。コンタクタや過負荷リレーには設定ミスの可能性がほとんどないため、初期コスト、配線の簡単さ、起動トルク、メンテナンスの容易さの点で最高のスコアを獲得しています。突入制御に関しては最下位近くのスコアを獲得しており、その 1 つの弱点が弱い電源や大型モーターでは失格となります。青いスターデルタ形状はよりバランスが取れていますが、どの軸でも頂点に達することはなく、パネルに 3 つのコンタクタとタイマーが追加されます。琥珀色のソフトスターターは、トルクとシンプルさを放棄しながら、突入制御に最も優れています。緑色の可変周波数ドライブは突入制御で優れており、トルクに関しては直接オンラインに匹敵しますが、最も高価であり、維持が最も要求されます。チャート全体を読むと、供給が厳しい場合はどこでも直接オンラインが勝ち、他のあらゆる方法は全体的に改善するというよりも特定の弱点を修正するために存在します。

スターターの寿命を縮めるよくある間違い

1. パネルの周囲温度を考慮せずに、銘板電流で熱過負荷を設定します。摂氏 55 度で動作している部屋では、同じリレーが早期に作動し、オペレーターはリレーをリセットし続けます。
2. AC-3 ではなく AC-1 定格のコンタクタを選択します。モーター回路の誘導遮断は、同じ電流での抵抗負荷のスイッチングよりもはるかに早く接点を侵食します。
3. 230 V 制御コイルを取り付け、400 V 制御回路から給電します。コイルが切れると、通常、交換品は生産ラインがシフトのために停止した後に到着します。
4. ディレーティングなしで 1 時間あたり 6 回のスタートを超える。コンタクタと過負荷リレーは両方とも熱疲労を蓄積し、故障はすぐにではなく数か月後に現れます。
5. 変圧器の容量とフィーダーの長さを確認せずに、直接オンラインスターターを試運転する。始動時に端子電圧が約 85% を下回った場合、コンタクタが加速中にドロップアウトし、まだ回転しているモータに再び接近する可能性があります。

サイズの順序はブランドの選択よりも重要です。電源が受け入れることができる開始電流を計算し、その方法が提供する負荷トルクを確認してから、その決定に適合するコンタクタ、過負荷、および制御リレーを選択します。このパラメータのマッチング段階では、当社の資料に記載されている 30 年近くにわたるリレー製造経験が発揮されます。 ページについて 、が構築されました。モーターに適合するダイレクトオンラインスターターは、最も経済的で信頼性の高いモーター制御です。そうでないものは、単に接点を焼くための機械です。

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