運転電流と始動負荷の計算ツール

運転電流と始動負荷の計算ツール

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公式

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結果

Startup (Inrush) Load
4,800
VA — peak apparent power at motor start
Running Power 864 W
Running Apparent Power 960 VA
Startup Apparent Power 4,800 VA
Surge Ratio (start ÷ run) 5 ×

運転電流と始動負荷の計算ツールでできること

モーターやコンプレッサーは、まったく異なる2種類の電流を消費します。定常運転中は運転電流(全負荷電流、FLAとも呼ばれます)を流します。始動の瞬間はロータが静止しており、巻線がほぼ短絡状態のように振る舞うため、一瞬だけはるかに大きな始動電流(拘束ロータ電流、LRA)を流します。この計算ツールは、これら2つのアンペア値と供給電圧から、回路・インバータ・UPS・発電機にかかる電気的負荷を求め、定常時の運転電力と始動時の瞬間的な突入負荷の両方を示します。

使い方

供給電圧(例えば北米では120 Vや240 V、ヨーロッパでは230 V)、機器の運転電流(アンペア)、始動電流または拘束ロータ電流(アンペア)を入力します。どちらのアンペア値も、通常はモーターの銘板や機器のデータプレートに記載されています。任意で力率(0から1の値)を設定すると、運転時の有効電力(ワット)が正確になります。空欄のままにすると、モーターの一般的な値である0.9が使われます。計算ツールは運転電力、運転皮相電力、始動皮相電力、そして始動電流と運転電流の比を表示します。

計算式の解説

単相電源では、皮相電力は単に電圧に電流を掛けたものであり、有効電力にはさらに力率を掛けます。

$$S_{run} = V \times I_{run}$$ $$P_{run} = V \times I_{run} \times PF$$

始動時の突入はずっと大きな始動電流を使い、突入電流は主に無効分であるため、ボルトアンペアの皮相電力で見積もります。

$$S_{start} = V \times I_{start}$$

突入比は、始動の瞬間に機器が運転電流の何倍を流すかを示します。

$$\text{Surge ratio} = I_{start} \div I_{run}$$

ここでVは供給電圧(ボルト)、I_runは運転電流(アンペア)、I_startは始動電流(アンペア)、PFは力率です。

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計算例

ある井戸ポンプが120 Vの回路で8 Aで運転し、銘板には拘束ロータ電流40 Aと記載されているとします。運転皮相電力は120 x 8 = 960 VAで、力率0.9のとき運転有効電力は120 x 8 x 0.9 = 864 Wです。始動時には皮相負荷が120 x 40 = 4,800 VAまで跳ね上がり、突入比は40割る8 = 5になります。したがって、ポンプが運転を続けるのに必要なのは約864ワットだけですが、それを回し始めるには電源が一瞬の間およそ4,800 VAを供給できなければなりません。

よくある質問

始動負荷がワットではなくVAで表示されるのはなぜですか? 始動時の突入電流はほとんどが無効電流なので、実効ワット分は小さいものの皮相電力(ボルトアンペア)は大きくなります。発電機・インバータ・UPSは皮相電力で制限されるため、機器の突入定格と比較するにはVAが正しい値です。

運転電流しか分からない場合はどうすればよいですか? 多くの誘導モーターは運転電流のおよそ3〜8倍の始動電流を流すため、大まかには運転電流の5〜6倍が目安です。正確なサイジングには、推測ではなく銘板に記載された拘束ロータ電流を使ってください。

これは三相モーターにも使えますか? いいえ。これらの式は単相電源用です。三相負荷では皮相電力に3の平方根を掛けます。つまり線間電圧を使って、Sはルート3×V×Iとなります。

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