161 – 三相誘導電動機のラインスタート解析

アプリケーションノート・モデルデータ

概要

誘導電動機の最もシンプルな始動法は、電動機を直接電源に接続するラインスタートです。ラインスタートの場合、静止時のインピーダンスが定格運転時に比べて小さいため、始動初期に大きな電流が流れます。
始動時には一次側、二次側ともに大電流が流れることにより、誘導機のギャップ付近の磁気飽和が激しくなります。その結果、磁気飽和によりインピーダンスが低下しますので、始動電流がますます大きくなります。始動電流の大きさは誘導機電動機に接続する電源容量や誘導電動機のコイルに働く電磁力、熱容量などに影響を及ぼします。そのため、局所的な磁気飽和が考慮できる有限要素法で誘導電動機の始動特性を把握することは有益といえます。
ここでは、誘導電動機のラインスタートをシミュレーションし、回転速度変動などの始動特性を求めた事例を紹介します。

回転速度波形

誘導機始動時の回転速度波形を図1に示します。
図1より、始動初期に急激に加速し、0.5(sec)程度で定常状態に達することが分かります。

トルク波形

誘導機始動時の駆動トルク、負荷トルクの波形を図2に示します。
図2より、始動初期に非常に大きな駆動トルクが発生していることがわかります。また、定時状態においては負荷トルクと釣り合うように、ほぼ一定の駆動トルクが発生しています。

電流波形

誘導機始動時の固定子コイルの電流波形を図3に示します。
図3より、始動初期に非常に大きな電流が発生していることがわかります。これは始動初期の逆起電圧が小さく、固定子巻線にほぼ全ての電源電圧がかかるためです。また、定時状態では振幅5 (A)未満の三相交流となっていることが分かります。

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