単相VFDガイド：単相電源で三相モーターを駆動する方法

単相VFDは、標準的な単相電源を、産業用ACモーターを駆動できる平衡三相出力に変換します。入力された単相電流を安定した直流電圧に変換し、その電圧から滑らかな三相出力を再構築します。これにより、小規模な作業場でも電力会社の送電網のアップグレード費用を負担することなく、大型機械を稼働させることができます。.

三相モーターを単相電源で動かすことはできますか？

家庭での趣味や小規模な製造設備では、常にこの問題に直面します。三相工作機械を購入したものの、建物には単相電源しかないことに気づくのです。単相電源では、三相モーターを始動・運転することができません。なぜなら、回転を開始するために必要なタイミング遅延が不足しているからです。.

単相入力 → 内部DC整流器 → 安定DCコンデンサプール → 三相インバータ → 運転中の三相モータ

この不一致は、専用の変換ドライブを組み込むことで解決されます。このドライブは単相線から電力を受け取り、内部コンデンサで平滑化します。そして、高速電子スイッチを使用して三相出力を生成します。その結果、オペレーターは電力会社に連絡することなく、トルクと速度を完全に制御できるようになります。. 

出力低下とFLA規則

単相から三相への配線サイズを決定する際には、この黄金律を覚えておいてください。 VFD セットアップ：容量の大きいドライブを購入してください。電気を流す線が少なくなるため、ドライブは残りの経路を通してより多くの電流を引き込み、モーターに十分な回転力を供給する必要があります。.

内部の交通渋滞のようなものだと考えてください。標準的なドライブ内部には、電気的な負荷を分割する6つの電子ゲート（ディドーと呼ばれる）があります。このドライブに単相電源を供給すると、そのうち2つのゲートがアイドル状態になり、負荷全体が残りの経路に集中することになります。さらに、単相電源からの電力は連続的な流れではなく、断続的な波のように流れます。ドライブのコンデンサは、一定の電圧降下を平滑化するために2倍の負荷がかかります。ユニットが小さすぎると、余分な熱ですぐに故障してしまう可能性があります。. 

機器の焼損を防ぐため、エンジニアはアンペア数の2倍という厳格なサイズ選定ルール（厳密には1.73倍から2倍の乗数）を採用しています。モーターの銘板に10アンペアと記載されている場合、変換ドライブは少なくとも17.3～20アンペアの入力負荷に対応できる十分な容量を備えている必要があります。このサイズを推測したり、容量不足のドライブを選んだりすると、機械が初めて重負荷をかけた際に内部回路が永久的に焼損してしまいます。高額な損失を避けるため、最も賢明な方法は、モーターの銘板を鮮明に撮影し、Simply Buy Globalのテクニカルサポートチームに送付して、作業場の実際の電気容量制限に基づいて安全にカスタマイズされた無料の選定プランを作成してもらうことです。.

調整が必要な設定

ドライブの配線は作業の半分に過ぎません。単相電源で安全に動作させるためには、いくつかの内部設定を調整する必要があります。.

ほとんどの産業用ドライブは、電源端子が欠落していることを検知した瞬間に「入力相喪失」アラームを発するようにプログラムされているため、三相モーターを単相入力で駆動する場合は、パラメータメニューでそのアラームを無効にする必要があります。加速時間も重要です。モーターの始動時に単相電流が急激に上昇するため、ランプアップ時間を1秒または2秒ではなく5秒または10秒に延長することで、これらのサージを抑え、不要なトリップを防ぐことができます。リップル電圧にも注意してください。リップルが大きすぎると、ドライブが安全な熱容量を超えていることを意味し、高温状態が長く続くと内部コンデンサが劣化します。.

適切なVFDの選び方（ステップバイステップ）

機器を危険にさらすことなく、改造プロジェクトを正しく完了させるための4つのステップ。.

ステップ1：モーターの銘板の値を記録する

端子箱の配線方法に応じて、キロワット（kW）、馬力（HP）、および全負荷電流（FLA）をメモしておいてください。.

ステップ2：サイズ設定ルールを適用する

銘板に記載されているFLA値を2倍してください。そして、その数値をドライブの連続出力電流定格と照合してください。これは、十分な電気的余裕を確保するためです。馬力表示と照合するような間違いを犯さないでください。. 

ステップ3：線間電圧の一致を確認する

入力電源が駆動装置の要件を満たしていることを確認してください。標準的な電力系統を使用する小規模な作業場では、専用の220V単相VFDを使用することで、出力パラメータを昇圧し、対応する低電圧三相モーターを安定して駆動できます。.

ステップ4：重い荷物を考慮に入れる

プレス機や垂直ホイストなどの機械は、重い物理的負荷を扱います。そのため、高い始動トルクを吸収するために、連続出力定格に25%の安全マージンを追加する必要があります。.

適切な変換ハードウェアの入手先

異なる機械構成間で変換変数を管理することは、施設の調達スケジュールをすぐに複雑化させる可能性があります。Simply Buy Globalは、オリジナルでマルチブランドの幅広い製品ポートフォリオを取り揃えています。 モーターコントローラー そして、駆動部品は即時国際配送に対応可能です。.

これには以下が含まれます アレン・ブラッドリー PowerFlex 523 この製品ラインは、モジュール設計、内蔵USB構成、Connected Components Workbenchのサポート、100Vから600Vまでの電圧クラスにわたる電流制御を特徴としており、ほとんどの軽工業用単相変換構成に対応しています。.

お客様のアプリケーションが標準的なモーター制御よりも高精度位置決めを重視する場合、当社ではInovance社のサーボ製品も取り扱っております。 SV630 コスト効率の高い改修のために、EtherCATとCANopenをサポートする2kHzの速度ループを提供します。 SV660 高速ラインでのより精密な制御のために、23ビットエンコーダにアップグレードされています。これらはVFDではなくサーボドライブであるため、単純な単相から三相への変換よりも、モーションコントロール用途に適しています。.

小型の業務用CNCフライス盤のアップグレードであれ、より大規模なOEM生産ライン向けの部品調達であれ、すべての注文には100%の真正性保証、完全なメーカー保証、そして信頼性の高いグローバル物流が付帯します。.

アレン・ブラッドリー パワーフレックス 523

メーカーアレン・ブラッドリー
モデル: PowerFlex 523
力出力：0.2～22kW / 0.25～30馬力
電圧レベル: 100-600V

製品を見る

よくある質問

標準的なVFDを単相モーター制御用のVFDとして使用できますか？

いいえ。標準的な三相変換ドライブでは、分割相式やコンデンサ始動式のような単相モーターを制御することはできません。これらのドライブはバランスのとれた三相電力のみを出力するため、単相モーターを駆動しようとすると、始動コンデンサの位相整合が失われ、巻線が焼損してしまいます。いずれにしても、通常はドライブがすぐにトリップしてしまいます。.

デルタ型とスター型のモーター配線の違いは何ですか？

デュアル電圧対応の三相モーターの大部分は、端子箱内部の配線を変更できます。220Vの低電圧単相電源の場合、最大トルクを得るにはモーターを並列デルタ接続にする必要があります。同じモーターを直列スター接続にする場合は、より高い電圧（415Vまたは380Vなど）が必要です。低電圧ラインでスター接続を行うと、トルク低下によりモーターが停止します。.

外部入力ラインリアクトルが推奨されるのはなぜですか？

ラインリアクトルは、電力線とドライブの入力端子の間に誘導フィルタとして機能します。単相変換では、DCバスコンデンサを充電するために大きな非線形電流スパイクが発生し、工場の電力網に高調波歪みが生じます。リアクトルはこれらのサージを平滑化し、主電源側の電圧スパイクから内部整流ダイオードを保護します。.