適用例-乾燥機｜東芝インバータ

乾燥機　［農業機械］

　送風機のインバータ・モータ容量の計算方法は？

インバータを選定する前に、モータの各種仕様および負荷側仕様をご準備ください。

　Ａ：ファンモータの選定例（ご参考）：
・所要ｋＷ=Q×H×K／(6120×η×9.81)=1.27 [kW]
Ｑ：風量　40 [m3/min]
Ｈ：風圧　1100 [Pa]
η：送風機効率　0.75
Ｋ：送風機係数　1.3
・モータは、200V-1.5kW-4極を適用
・負荷トルク=9549×P_IM／N =9549×1.27／1710=7.092 [N･m]
P_IM：所要ｋＷ
Ｎ：モータ回転数

送風機の所要ｋＷ
所要ｋＷ=Q×H×K／(6120×η×9.81)
Ｑ：風量　[m3/min]
Ｈ：風圧　[Pa]
η：送風機効率
Ｋ：送風機係数

送風機効率(η)および係数(K)の値

種類	η	K
プロペラファン	0.5~0.75	1.3
デスクファン	0.3~0.5	1.5
シロッコファン	0.45~0.55	1.20~1.30
ターボファン(500HP以上)	0.65~0.75	1.15~1.25
ターボファン(500HP未満)	0.6~0.7	1.15~1.25
プレートファン	0.5~0.6	1.15~1.25
ターボブロアー１段	0.6~0.75	1.10~1.20
ターボブロアー多段	0.55~0.7	1.10~1.20

トルクの算出
T_L=9549×P_IM／N [N･m] P_IM：所要ｋＷＮ：モータ回転数

　Ｂ：インバータの選定例：

　１：モータおよび負荷の仕様
計算に必要なデータを、下表に示します。
（ファンモータのデータは、ファンメーカから入手してください。）

運転条件
加減速時間の指定	なし
高速側運転周波数	60 [Hz]
低速側運転周波数	30 [Hz]
電源電圧	３相－２００Ｖ
ファンモータ仕様
モータ容量	1.5 [kW]
定格電圧	200 [V]
定格電流	6.2 [A]
定格回転数	1710 [min^-1]
定格トルク	8.38 [N･m]
モータ軸慣性モーメント	0.00488 [kg･m²]
負荷慣性モーメント	0.25 [kg･m²]
100%速度時の負荷トルク（二乗低減負荷特性）	7.5 [N･m]

　２：インバータの仮選定
モータ定格電流（6.2A）×1.05=6.5A ＜ 8.0A（VFS15-2015PMの定格電流）
より、３相200V-1.5kWのVFS15-2015PMを仮選定します。

　３：必要加速時間・減速時間の算出
以上の条件を元に必要加速時間・減速時間を算出します。

必要加速・減速時間

加速時間＝(0.00488+0.25)*1800/(9.56*(1.2*8.38-7.5/3)) = 6.4 [sec]
減速時間＝(0.00488+0.25)*1800/(9.56*(0.2*8.38+7.5/3)) = 11.5 [sec]

上記以上の加減速時間を設定すれば、VFS15-2015PMを適用可能です。

加速時間を短くするためには、モータ・インバータ容量のアップが必要です。
減速時間を短くするためには、制動抵抗器オプションまたはインバータの容量アップが必要です。

注意：VF-nC3では、制動抵抗器を使用することができません。VF-S15をご使用ください。

２乗低減負荷トルク特性の場合、T_LはT_L/3として計算することができます。
ただし、定格回転数以上での運転または負荷慣性モーメントが大きい場合（目安として、モータ許容慣性モーメントの１／４以上）は、T_Lとして計算してください。

　４：各トルクの確認
加速時間１０秒，減速時間１５秒とした場合の、各トルクは以下のようになります。

[運転サイクル例]

t1区間：始動～高速時の必要加速トルク
=(0.00488+0.25)*1800/(9.56*10)+0.95*7.5/3=7.1 [N･m]
0.95：機械効率
t2区間：高速時連続負荷トルク
=7.5 [N･m]
t3区間：高速～低速時の必要減速トルク
=(0.00488+0.25)*(1800-1800*30/60)/(9.56*15*30/60)-0.95*7.5/3=0.82 [N･m]
1800*30/60：30Hz時回転数，15*30/60：60Hzから30Hzまでの減速時間
t4区間：低速時連続負荷トルク
=7.5*(30/60)^2=1.88 [N･m]
(30/60)^2：30Hz時の負荷トルク率
t5区間：低速～停止時の必要減速トルク
=(0.00488+0.25)*(1800*30/60-0)/(9.56*15*30/60)-0.95*7.5/3=0.82 [N･m]
t6区間：停止時
=0 [N･m]

必要加速・減速トルク

必要加速トルク　＜　モータ定格トルク×α
必要減速トルク　＜　モータ定格トルク×β
となる必要があります。
α：V/f制御時：1.2~1.5，ベクトル制御時：1.5~2.0
β：制動抵抗器を使用しない場合：0.1~0.3
標準オプションの制動抵抗器を使用する場合：0.8
最小許容抵抗値の制動抵抗器を使用する場合：1.0~1.5
通常、
α：V/f制御時：1.2，ベクトル制御時：1.5
β：制動抵抗器を使用しない場合（0.1~3.7kW）：0.2
制動抵抗器を使用しない場合（5.5~55kW）：0.15
制動抵抗器を使用しない場合（75kW~）：0.1
標準オプションの制動抵抗器を使用する場合：0.8
最小許容抵抗値の制動抵抗器を使用する場合：1.0
としてください。

　５：熱容量の確認
頻繁に運転停止を行う場合、熱容量を考慮する必要があります。
この熱容量を検討するために、「冷却係数を考慮した二乗平均トルク＜モータ定格トルク」となることを確認します。

計算に必要なデータ（冷却係数）
加速・減速時	０．７
停止時	０．３
30Hz運転時	０．９

各データは、モータメーカより入手してください。

ｔ２，４，６区間をそれぞれ３０秒とすると、
二乗平均トルク＝5.26 [N･m]＜モータ定格トルク
となります。

冷却係数を考慮した二乗平均トルク＜モータ定格トルク

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