JP2003023797A - 送風機の省電力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、三相誘導電動機の送風機において
は、電圧の一定範囲において、風量が減ずることなく、
消費電力を大幅に削減することを課題とする。三相誘導
電動機は、殆どはその定格値で動作しており、入力電圧
が下がると励磁電流（ステータの磁界）が増加し、入力
電力としては減少しない。しかし、送風機は羽根により
空気を送り出すため、回転が低いとその抵抗は小さく、
回転を増すごとに抵抗が増す。つまり起動トルクは多く
必要としない。また、回転中に大きなトルクの変動も起
こらず、一定回転のときは入力電圧が下がっても、その
回転数は大きく変化せず、励磁電流も増加しない。電圧
を下げる方法として、送風機に直列にリアクトルを挿入
し、送風機の電動機にかかる電圧を下げ、入力電力の低
減を図る。電圧の低減は定格電源の０〜３０％程度を範
囲とする。この範囲内であれば、回転数の変化は極わず
かである。 【課題】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】三相誘導電動機の送風機にお
いては、殆どのものがその誘導電動機の定格値で動作し
ており、省電力がなされていない。本発明は、三相誘導
電動機の送風機に直列に三相リアクトルを挿入し電力供
給を行うことにより、大幅な省エネと三相の相関バラン
スも改善し、三相誘導電動機の力率の改善も図ることが
できる送風機の省電力装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、三相誘導電動機の送風機の省エネ
に関しては、ダンパーの開閉あるいはインバータによる
モータの回転数制御の方法がとられてきた。前者のダン
パーの開閉は送風量の加減となりモータへの抵抗となる
ものの、モータの消費電力削減としてはごく僅かしか実
現できない。また後者の、インバータによるモータの回
転数制御の方法は、回転数を減らして風量を下げるの
で、省エネにはなるものの、過大な容量の送風機の場合
や季節的に夏場以外の中間期などを除けば、使用状況や
負荷側の状況によっては、風量が減ることで使用感を損
ねるなどの難点があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、三相誘導電
動機の送風機においては、一定電圧の範囲において、風
量が減ずることなく、消費電力を大幅に削減することを
課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】巻き上げ機やポンプなど
の様に起動トルクや回転中のトルクの変動のあるものに
使用される三相誘導電動機は、殆どその定格値で動作し
ており、入力電圧が下がると励磁電流（ステータの磁
界）が増加し、入力電力としては減少しない。

【０００５】送風機は羽根により空気を送り出すため、
回転が低いとその抵抗は小さく、回転を増すごとに抵抗
が増す。つまり起動トルクは多く必要としない。

【０００６】また、回転中に大きなトルクの変動も起こ
らず、一定回転のときは入力電圧が下がっても、その回
転数は大きく変化せず、励磁電流も増加しない。

【０００７】その結果、入力電圧の減少により、入力電
力は減少する。回転数は、ほぼ一定であるため送風機と
しては都合がよい。この様に風量を変えずに電力の低減
を図ることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態および実施例
を図を用いて説明する。図１は本発明の結線図、図２は
構造の回路図である。

【０００９】商用電源（１）の２次側に三相リアクタン
ス（２）を設け、三相誘導電動機の送風機（３）に電力
を供給する。図２の様に三相リアクタンスにタップ
（４）の切り替えを設け、センサー（５）等により、設
定温度と実際の現在温度（負荷）を監視しながら、負荷
にとって最も無駄を省いた電圧をタップ位置変更信号と
万が一の場合に商用電源に切り替わる切り替え装置
（７）と起動信号（８）とで構成された制御回路で三相
誘導電動機の送風機（３）に適切な電圧を供給すると最
も効率良く節電できる。負荷が空調機等の場合には、設
定温度により２０〜５０％の電圧低減も可能となる。ま
た、負荷の状態が十分に余裕のある場合には、図１の様
に三相リアクタンス（２）はタップ切り替え無しの構造
でもよい。

【００１０】空調機のダクトによる送風や、地下駐車
場、あるいはクリーンルームの空気の循環等の大電力の
送風機は多々使用されている。

【００１１】この送風機の消費電力を節約するには、電
圧を下げて使用すると良いが供給電圧は一定している。

【００１２】故に、電圧を下げるには、送風機に直列に
リアクトルを挿入し、送風機の電動機にかかる電圧を下
げ、入力電力の低減を図る。

【００１３】ここに、直列に交流インピーダンスとして
リアクトルを挿入する理由は、電圧降下分が熱ロスとな
ってトータル電力の低下に悪影響を及ぼさないようにす
るためである。そして、このリアクトルはできるだけ鉄
損・銅損の低い物である必要がある。

【００１４】電圧の低減は定格電源の０〜３０％程度を
範囲とする。（図３）

【００１５】この範囲内であれば、回転数の変化は極わ
ずかである。風量は回転数の２乗に比例するので、注意
が必要である。

【００１６】

【発明の効果】本発明によって、三相の誘導電動機にお
いては、そのモーターの供給電圧の低減により、大幅な
消費電力の削減を図り、且つ殆ど風量を損ねることもな
い。そして、モーターは同期性を持つので、風量を減ず
ることなく仕事をしようとする。今まで負荷は連続回転
により軽負荷だったものが、入力電圧が下がるので今度
は重負荷となり、結果、力率の改善となっている。（図
３）リアクトルの挿入量に応じて、電圧が降下し、モー
ターの力率はかえって良くなっている。この様に、リア
クトル挿入による力率の悪化はなく、ラッシュカーレン
トも起こらず、何らリアクトル挿入の損失はない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の結線図。

【図２】図２は本発明の構造の回路図である。

【図３】図３は本発明の電圧範囲を示し、且つ風量の変
化、力率の変化、電力の変化、負荷電流の変化を計測し
たデータである。

【符号の説明】

１．商用電源 ２．三相リアクトル ３．三相誘導電動機 ４．三相リアクトル（タップ付） ５．各センサー ６．タップ位置変更信号 ７．節電・直電切り替え装置 ８．起動信号 ９．風量の変化 １０．力率の変化 １１．電力の変化 １２．負荷電流の変化

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 三相誘導電動機の送風機に、直列に三相
   リアクトルを挿入し商用電源の０〜３０％の電圧低減を
   範囲として送風機に電力を供給し、送風機の回転数には
   殆ど変化なく、入力電力を低減させる装置。
2. 【請求項２】 三相誘導電動機の送風機に、直列に三相
   リアクトルを挿入するが、この三相リアクトルにタップ
   の切り替えを設け、センサー等により、設定温度と実際
   の現在温度（負荷）を監視しながら、負荷にとって最も
   無駄を省いた電圧をタップ位置変更信号と万が一の場合
   に商用電源に切り替わる切り替え装置と起動信号とで構
   成された制御回路を具備し、三相誘導電動機の送風機に
   適切な電圧を供給し、入力電力を低減させる装置。