ソフトスターターの電圧ランプと電流制限とトルク制御: 各始動モードの選択および調整方法

モーターの始動電流を減らすことは、モーターの始動を改善することと必ずしも同じではありません。ソフトスターターは加速中の電圧と電流を制限できますが、それらをあまりにも積極的に削減すると、負荷を移動および加速するために利用できるトルクも減少する可能性があります。

だからこそ、どちらかを選択するのです電圧ランプ、電流制限、トルク制御普遍的な設定ではなく、モーター、負荷、および電源システムから始める必要があります。

このガイドでは、主要なソフトスターター始動モードがどのように動作するか、それらのパラメーターがどのように相互作用するか、試運転中に観察すべきこと、および問題が設定の問題でなくなったことを認識する方法に焦点を当てています。

電圧ランプと電流制限とトルク制御: 簡単な答え

3 つのモードは、異なる起動優先順位に対応します。

これらは試運転の開始点であり、普遍的な選択ルールではありません。最終的な設定は、モーター、負荷トルク、慣性、供給条件、スターターのモデル、および動作デューティによって異なります。

モーター始動時にソフトスターターが実際に制御するもの

SCR位相角制御の簡単な説明

一般的なソフトスターターは、サイリスターとも呼ばれる SCR を使用して、起動時に AC 誘導モーターに印加される実効 RMS 電圧を制御します。

簡略化された制御パスは次のとおりです。

AC 電源 → SCR 点弧角 → 実効 RMS 電圧 → モーター電流とトルク応答

コントローラーが SCR 点火角度を変更すると、より多くの AC 波形がモーターに到達します。実効電圧は、モーターが通常の動作条件に達するまで上昇し、多くの設計ではバイパス配置が引き継ぎます。

正確な制御アルゴリズムとパラメータ名はメーカーによって異なります。これは、異なるスターター モデル間の設定を比較する場合に重要です。

電圧、電流、トルクの関係

電圧を変えると電流が変わるだけではありません。また、モーターの始動と加速に利用できるトルクも変化します。

単純化された始動条件では、多くの場合、誘導電動機のトルクは印加電圧の 2 乗にほぼ比例するものとして扱われます。重要な実践的な教訓は方程式自体ではありません。それは、始動電圧を大幅に低下させると、利用可能な始動トルクが大幅に低下する可能性があるということです。

これにより、中心的なソフトスターターのトレードオフが生じます。

可能な限り低い始動電流が自動的に最適な設定になるわけではありません。

モーターは、離脱抵抗を克服して負荷を加速し続けるのに十分なトルクを発生させる必要があります。

ランプ時間は加速時間と同じではありません

ランプ時間はコントローラーの設定です。加速時間は、モーターと負荷に実際に起こる時間です。

10 秒間の電圧上昇は、モーターが 10 秒以内にフルスピードに達することを保証するものではありません。実際の加速度は、負荷トルク、慣性、利用可能なモーター トルク、および電流制限などの別の機能が介入するかどうかにも依存します。

この区別は、予想よりもはるかに遅い加速をするモーターのトラブルシューティングを行う場合に特に重要になります。

電圧ランプモード: 動作内容と動作時期

初期電圧は始動トルクの下限を設定します

初期電圧は、始動の開始時に利用可能な実効電圧を決定します。

低すぎると、モーターが生成する離脱トルクが小さすぎる可能性があります。シャフトや被駆動機器の反応が遅いとき、またはすぐに動き始めないときに、モーターが通電したり、ハム音が聞こえたりすることがあります。

初期電圧が高すぎると、始動が不必要に激しくなる可能性があります。始動電流が増加し、機械的衝撃が増大する可能性があり、ソフトスターターを使用する理由の多くが失われる可能性があります。

正しい目標は、最低の初期電圧ではありません。不必要な電気的または機械的ストレスを発生させることなく、実際の負荷を動かし始めるのに十分な初期電圧です。

ランプ時間の実際の変化

ランプ時間は、コントローラーが開始レベルから最大電圧まで出力をどのくらいの速さで増加させるかを決定します。

一部のアプリケーションでは、ランプを長くするとスムーズな加速が得られる場合がありますが、ピーク電流を低減するための普遍的な方法として扱うべきではありません。

ランプが長すぎると、モーターが加速状態に長時間留まる可能性があります。利用可能なトルクが限界である場合、始動の問題が解決されるのではなく、熱応力が増大する可能性があります。

よくある試運転の間違いは、始動電流が高く見えるたびにランプ時間を長くすることです。それを行う前に、実際の制限が電圧プロファイル、利用可能なトルク、または設定された電流上限であるかどうかを判断してください。

電圧上昇中に電流制限に達するとどうなるか

電圧ランプと電流制限は、同じ起動中に相互作用する可能性があります。

シーケンスは次のようになります。

1. コントローラーはモーター電圧を増加し始めます。
2. モーター電流はモーターと負荷に応じて増加します。
3. 電流が設定された制限に達します。
4. コントローラーは、電流をその上限付近に維持するために、必要に応じてさらなる出力を制限します。
5. したがって、利用可能な加速トルクは制限されます。
6. モーターが最高速度に達するまでに、プログラムされたランプ時間が示すよりも長い時間がかかる場合があります。

これが理由ですソフトスターターの電圧ランプと電流制限2 つの完全に分離された機能として見るべきではありません。多くの実際の状況では、一方は望ましい起動プロファイルを定義しますが、もう一方は制限条件になります。

このセクションで役立つコミッショニング グラフィックは、計画されたランプが電流制限によって制限される場所を示す、個別の電流上限を持つ電圧曲線です。

最適な荷重と主な制限

電圧ランプは、主な目標が緩やかな加速である予測可能な固定速度アプリケーションの合理的な開始点となることがよくあります。

ただし、アプリケーション名だけでは十分ではありません。負荷のないコンベヤとベルト上の材料から開始するコンベヤでは、必要な始動トルクが大きく異なる場合があります。

高い離脱トルク、高い慣性、変動性の高い負荷、または厳密な電流上限を必要とする弱い電源がある場合には、アプリケーションをより注意深く検討してください。

電流制限モード: 電気的制約の制御

現在の天井の仕組み

ソフトスターター電流制限により、加速中の最大電流目標が設定されます。正確な基準と用語はメーカーによって異なりますが、通常、モーターの全負荷アンペアのパーセンテージまたは倍数として表されます。

設定を変更する前に、選択したスタータが実際に基準値として使用している値を確認してください。あるモデルに表示されているパーセンテージが別のモデルでもまったく同じことを意味するとは考えないでください。

これは、別のマシンから電流制限値をコピーすると誤解を招く可能性がある理由でもあります。

電流が低いと利用可能な始動トルクも減少する理由

低電流制限を下回るようにコントローラが電圧をより積極的に制限する必要がある場合、機械を加速するために使用できるモータのトルクが減少する可能性があります。

実践的な質問が 2 つあります。

モーターは負荷を動かし始めることができますか?

許容可能な時間内に負荷をフルスピードまで加速し続けることができますか?

たとえば、荷物を積んだコンベアは動き始めても、利用可能な加速トルクが小さいため、現在の天井に長時間留まりすぎる可能性があります。電気的な目標は達成されましたが、機械的な結果は受け入れられません。

弱い送電網、発電機、限られた変圧器

電流制限は、モーターが制約された電気システムを共有する場合に特に重要になります。

例としては、発電機が供給するシステム、制限された変圧器、長い給電線、大型モーターの始動により他の機器に顕著な電圧降下を引き起こす設置などが挙げられます。

これらのアプリケーションの目的は、単にモーターを始動させることだけではありません。ローカル電力システムは、許容できない電圧降下や迷惑なトリップを発生させずに起動を許容する必要もあります。

やはりトルクを無視できない設定です。モーターが機械を加速できなくなった場合、電源が安定するまで電流を制限しても役に立ちません。

制限が低すぎる場合に何が起こるか

電流制限が過度に低いと、次のようないくつかの認識可能な症状が発生する可能性があります。

• モーターは通電しますが、適切に加速できません。
• 電流は長期間にわたって設定された制限値近くに留まります。
• 加速には予想よりもはるかに時間がかかります。
• 最高速度に達する前に、熱保護または過負荷保護が作動します。

これらの症状は、電流制限だけが原因であることを証明するものではありません。機械的な結合、間違ったモーターデータ、スターターのサイズ、配線、および供給条件もチェックする必要があります。

トルク制御、電流ランプ、キックスタート

トルク制御

一部のソフトスターターは、基本的な開ループ電圧ランプよりも予測可能な機械的加速を生成することを目的としたトルク指向の始動機能を提供します。

正確な実装はメーカーによって異なります。したがって、ソフトスターターのトルク制御は、適切に選択された VFD から利用できる、より柔軟なトルクおよび速度制御と同等として扱うべきではありません。

電流ランプ

電流ランプと電流制限は関連していますが、異なります。

電流制限により上限が設定されます。電流ランプは、開始期間中に許容電流または目標電流を徐々に変更します。

この機能が利用可能かどうか、および他のモードとどのように相互作用するかは、スターター モデルによって異なります。

キックスタート

キックスタートは、始動開始時に追加の離脱努力が必要な負荷を対象としています。

考えられる例としては、静摩擦が高い機器や、動き始めるのに余分な初期トルクが必要な負荷がかかったコンベヤなどが挙げられます。

通常のランプが遅いと感じるからといって、これを有効にするべきではありません。キックスタートの強度や持続時間が過剰になると、電流スパイクや機械的ショックが再び発生する可能性があります。

複合モード

実際のソフトスターター制御は、常に 1 つのモードだけで動作するとは限りません。

コントローラは、電流上限を強制しながら電圧ランプを使用する場合があります。設計によっては、トルク関連制御と電流制限を組み合わせたものもあります。

選択したモデルでどの組み合わせがサポートされているかを必ず確認してください。

アプリケーションごとに適切な起動モードを選択する方法

マシン名は最初の手がかりにすぎません。通常は、負荷条件、慣性、供給能力、プロセス要件、時間当たりの起動数の方が重要です。

ポンプの場合、ソフトストップはウォーターハンマーの確実な治療法ではないことに注意してください。配管、バルブ、ポンプの特性、および完全な油圧システムも圧力過渡に影響を与えます。

ファンにとって、ブレークアウェイトルクが低いことは必ずしも始動が容易であることを意味するものではありません。大型のファンには大きな回転慣性があり、持続的な加速トルクが必要となる場合があります。

コンベヤ、コンプレッサー、ミキサー、破砕機などは、機器名だけでモードを選択するのではなく、必ず実際の起動条件をご確認ください。

実用的なソフトスターター試運転ワークフロー

ステップ 1: モーターを収集してデータをロードする

パラメータを調整する前に、アプリケーションを理解するために十分な情報を収集してください。

モーターデータ:電圧、FLA または FLC、kW または HP、周波数、RPM。

データをロードします:マシンタイプ、ロードまたはアンロードの開始、予想される離脱状態、目標加速時間。

供給と関税のデータ:電源タイプ、時間ごとの始動数、既知の電圧低下の問題、既存のコントローラーまたはスターター。

時間当たりの起動数は熱負荷に影響します。負荷条件は必要トルクに影響します。供給容量は、どの程度積極的に電流を制限する必要があるかに影響します。

ステップ 2: メーカーが推奨するベースラインから開始する

正確なスターターモデルのマニュアルを主な参考資料として使用してください。

正しいモーターデータを入力し、メーカーのアプリケーションガイダンスを確認し、ベースラインを確立してから、現場での調整を開始してください。

30 パーセントの初期電圧、300 パーセントの電流制限、または 10 秒のランプなどの値を汎用設定として扱わないでください。これらは状況によっては役立つ例ですが、正しい設定は機器やアプリケーションによって異なります。

ステップ 3: 一度に 1 つのパラメータを変更する

初期電圧、ランプ時間、電流制限を同時に変更すると、トラブルシューティングが困難になります。

簡単な試運転記録を使用します。

パラメータ変更→観測結果→次の決定

これにより、どの調整が実際に始動を改善したのか、あるいは悪化させたのかを特定することが可能になります。

ステップ 4: 開始時に何が起こったかを測定する

モーターの音を聞くだけで試運転しないでください。

ピーク電流や電源電圧の低下などの電気的動作を記録します。負荷がすぐに動き始めるかどうか、および過度の機械的衝撃がないかどうかを観察してください。

また、フルスピードになるまでの時間、電流制限がアクティブなままになる時間、過負荷や温度の表示も記録します。

調整が成功すると、スターター ディスプレイでより魅力的な数値が表示されるだけでなく、実際のモーターと負荷の動作が改善されます。

ステップ 5: 繰り返しのホットスタートを検証する

コールド スタートが 1 回成功しただけでは十分ではありません。

繰り返し始動すると、モーターとパワーエレクトロニクスの両方に熱ストレスが発生します。時間当たりの通常の起動や予想される負荷条件など、現実的な運用環境でアプリケーションを検証します。

選択したスターターの実際の使用量とメーカーの定格を常に比較してください。

ソフトスターター設定のトラブルシューティング

症状を絶対的な診断としてではなく、手がかりとして使用します。

チューニングを繰り返しても根本的な動作が変わらない場合は、問題をパラメータの問題として扱うのをやめ、サイズ設定、機械的状態、およびアプリケーションの適合性を確認してください。

サイズ不足または不適切に適用されたスターターを設定で修正できない

モーターのkWだけからサイズを決定しないでください

モーターの kW または HP はスターター選択の一部にすぎません。

モーターの FLA または FLC、動作電圧、デューティ、始動要件、実負荷特性を確認してください。同様の出力定格を持つ 2 つのモーターは、まったく異なるアプリケーションで動作できます。

時間当たりの起動数と熱負荷が重要

スタートするたびに熱が発生します。始動を繰り返すと、モーターまたはスターターが冷える前に熱応力が蓄積する可能性があります。

1 回のテスト開始時に機能する設定が、実際の運用業務では受け入れられない場合があります。

高慣性および高破壊荷重については追加の検討が必要

高い慣性と高い離脱トルクは同じ問題ではありません。

高慣性負荷では、持続期間にわたって十分な加速トルクが必要です。大きな離脱荷重では、動作を開始するのに十分な初期トルクが必要です。

どちらの状況でも、積極的な電流削減が現実的ではなくなる可能性があります。

供給能力が実際の制約となる可能性がある

変圧器の容量、発電機の性能、フィーダのインピーダンス、およびその他の接続された負荷によって、許容可能な始動電流が制限される場合があります。

その場合、より多くのトルクを得るために単に電流制限を増やすと、システムに別の問題が発生する可能性があります。

問題は設定ではない場合もあります。用途や機器の選定です。

VFD が最適な場合

ソフトスターターは主に、始動イベントと、適切なモデルでは停止イベントを管理することを目的としています。モーターが最高速度に達した後もプロセス要件が継続する場合は、別の制御テクノロジがより適切である可能性があります。

アプリケーションで連続可変速度、圧力または流量調整、PID ベースのプロセス制御、コンベア速度の変更、または通常動作中のより柔軟なモーター制御が必要な場合は、VFD を評価します。

必要な始動トルクと許容電流制限がソフトスターターの用途と一致しない場合にも、VFD を検討する必要があります。

この記事では、意図的に完全なデバイス比較を繰り返しません。その決定については、ソフトスターターと VFD のガイドでは、動作速度、デューティ、起動トルク、プロセス制御、アプリケーションの選択について詳しく説明します。

コンタクタ、従来のモータスタータ、ソフトスタータ、VFD のどれを使用するかをまだ決めていない場合は、モーター制御装置比較ガイドは、より広範なデバイス レベルの概要を示します。

スターターまたは VFD を選択する前にどのような情報を送信する必要がありますか?

有用なモーター制御のレビューは、製品番号だけではなくアプリケーション データから始まります。

モーター情報:銘板の写真、電圧、FLA または FLC、kW または HP。

アプリケーション情報:負荷タイプ、負荷または無負荷の開始、時間当たりの開始、必要な加速時間、および必要な速度範囲。

プロジェクト情報:供給の制約、既存のコントローラーのモデル、通信要件、および数量。

評価の結果、可変速制御または VFD が必要であることが示された場合、CHENTUO はこの情報を使用して選択をより効率的に絞り込むことができます。必要なカタログ番号がすでにわかっている場合は、モデルライブラリ見積もりを依頼する前に。

よくある質問

 

 

ソフトスターターの電圧ランプと電流制限の違いは何ですか?

電圧ランプは、起動時にモーター電圧がどのように増加するかを制御します。電流制限により、始動電流の上限が設定されます。電圧上昇中に電流の上限に達すると、コントローラーはそれ以上の電圧上昇を制限する可能性があり、実際の加速時間が長くなる可能性があります。

ソフトスターターにはどのような電流制限を設定すればよいですか?

汎用の電流制限設定はありません。メーカーの正確なガイダンスに基づいて開始し、モーターの FLA または FLC、必要な始動トルク、負荷慣性、電源容量、および許容可能な加速時間を検討してください。設定が低いほど自動的に優れたものになるわけではありません。

ソフトスターターの初期電圧はどのように設定すればよいですか?

メーカーが推奨するベースラインを使用し、モーターが負荷を即座に移動し始めるのに十分な離脱トルクを発生するかどうかを確認します。設定が低すぎると、モーターのハム音が発生したり、加速が低下したりする可能性があります。必要以上に高くすると起動電流が大きくなったり、機械的ショックが大きくなる可能性があります。

モーターがうなり音を立て、ソフトスターターで加速できないのはなぜですか?

考えられる原因には、不十分な初期電圧、過度に低い電流制限、高い離脱トルク、機械的結合、不正確なモーターデータ、または不適切なスターターアプリケーションが含まれます。複数のパラメータを一度に変更する前に、機械的状態と実際の起動電流を確認してください。

電圧ランプと電流制限を併用できますか?

はい、多くのソフトスターター設計で可能です。電圧ランプは所望の電圧プロファイルを定義し、電流制限は上限として機能します。正確な相互作用は選択したモデルと制御アルゴリズムによって異なるため、メーカーのマニュアルを確認してください。

ソフトスターターでキックスタートをいつ使用する必要がありますか?

キックスタートは、静摩擦や離脱抵抗を克服するために負荷に追加の短時間トルクが必要な場合に便利です。過剰なキックスタートは電流と機械的ショックの両方を増加させる可能性があるため、自動的に有効にしないでください。

結論

正しいソフトスターター設定は実際の制約から始まります。よりスムーズな電圧プロファイル、厳密な電流上限、十分な始動トルク、またはこれらの要件の組み合わせのどれが優先されるかを決定します。次に、プログラムされた値だけに依存するのではなく、実際のモーターと負荷で結果を検証します。

チューニングを繰り返しても許容可能な電流、トルク、加速時間、および熱負荷を同時に提供できない場合は、パラメータの調整を続けるのではなく、機器の選択を見直してください。

すでにカタログ番号をお持ちの場合は、CHENTUOモデルライブラリ検索を続行するには、アプリケーションに VFD が必要な場合、またはモーター制御ソリューションを絞り込むためのサポートがまだ必要な場合は、モーターの銘板、負荷データ、時間あたりの起動数、速度要件、および供給条件を準備してから、見積もりを依頼する.

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