JP2880846B2 - 交流誘導モータの電力節減方法および電力節減装置 - Google Patents
交流誘導モータの電力節減方法および電力節減装置Info
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- JP2880846B2 JP2880846B2 JP4053913A JP5391392A JP2880846B2 JP 2880846 B2 JP2880846 B2 JP 2880846B2 JP 4053913 A JP4053913 A JP 4053913A JP 5391392 A JP5391392 A JP 5391392A JP 2880846 B2 JP2880846 B2 JP 2880846B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は交流誘導電動機（モー
タ）の電力節減方法および電力節減装置に関するもので
あり、負荷変動の大きな誘導モータあるいは長時間軽負
荷あるいは重負荷で運転される誘導モータに用いた場合
に有用な交流誘導モータの電力節減方法および電力節減
装置に関する。
タ）の電力節減方法および電力節減装置に関するもので
あり、負荷変動の大きな誘導モータあるいは長時間軽負
荷あるいは重負荷で運転される誘導モータに用いた場合
に有用な交流誘導モータの電力節減方法および電力節減
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、誘導モータは固定子鉄心と回転
子鉄心の間にエアギャップを有しており、ここから磁束
の漏洩が生じるという本質的な欠陥を有している。この
欠陥は、モータの性能に重要な影響を及ぼすものであ
り、低負荷時あるいは無負荷時においては、効率を著し
く低下させるものである。低負荷時あるいは無負荷時で
あっても１００％負荷時の３分の１から５分の１程度の
電力が消費される。このため、従来から、低負荷時ある
いは無負荷時における無駄な電力消費を減少させるため
の回路として、米国特許４，０５２，６４８号に開示さ
れる回路が知られている。この回路は、運転中に流れる
電流と電圧の位相差からモータの力率を求め、この力率
が基準値より下回っていた場合には入力電圧を下げてモ
ータの力率の補正を行い、電力消費の節減を図ろうとい
うものである。また、同様の目的を有する誘導モータ用
の節電システムが特願昭６３−２４２６１２号明細書に
示されている。
子鉄心の間にエアギャップを有しており、ここから磁束
の漏洩が生じるという本質的な欠陥を有している。この
欠陥は、モータの性能に重要な影響を及ぼすものであ
り、低負荷時あるいは無負荷時においては、効率を著し
く低下させるものである。低負荷時あるいは無負荷時で
あっても１００％負荷時の３分の１から５分の１程度の
電力が消費される。このため、従来から、低負荷時ある
いは無負荷時における無駄な電力消費を減少させるため
の回路として、米国特許４，０５２，６４８号に開示さ
れる回路が知られている。この回路は、運転中に流れる
電流と電圧の位相差からモータの力率を求め、この力率
が基準値より下回っていた場合には入力電圧を下げてモ
ータの力率の補正を行い、電力消費の節減を図ろうとい
うものである。また、同様の目的を有する誘導モータ用
の節電システムが特願昭６３−２４２６１２号明細書に
示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術においては、モータに加える電力の効率を改善
するための目標（基準値）が、モータ運転中におけるモ
ータへの印加電圧調整とともに求められるものであった
ために、基準値となる設定点の誤差によって、負荷トル
クが急増した時にモータが停止してしまったり、あるい
は、充分な節電効果が得られないという欠点があった。
また、モータを効率良く運転することのできる基準値
（印加電圧）を決定する理想電力節減曲線を用いる電力
節減技術が、特開昭６２ー２８５６９１号公報に開示さ
れているが、これは理想電力節減曲線を概念的に示すも
のであって、実用性に欠けるものであった。
従来技術においては、モータに加える電力の効率を改善
するための目標（基準値）が、モータ運転中におけるモ
ータへの印加電圧調整とともに求められるものであった
ために、基準値となる設定点の誤差によって、負荷トル
クが急増した時にモータが停止してしまったり、あるい
は、充分な節電効果が得られないという欠点があった。
また、モータを効率良く運転することのできる基準値
（印加電圧）を決定する理想電力節減曲線を用いる電力
節減技術が、特開昭６２ー２８５６９１号公報に開示さ
れているが、これは理想電力節減曲線を概念的に示すも
のであって、実用性に欠けるものであった。
【０００４】この発明は上述の事情に鑑みてなされたも
のであり、モータを最高の効率で運転することのできる
基準値を決定するきわめて実用的な理想電力節減曲線を
導き、消費電力を最大限に節減することができる交流誘
導モータの電力節減方法および電力節減装置を提供する
ことを目的とする。
のであり、モータを最高の効率で運転することのできる
基準値を決定するきわめて実用的な理想電力節減曲線を
導き、消費電力を最大限に節減することができる交流誘
導モータの電力節減方法および電力節減装置を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の交
流誘導モータの電力節減方法は、上記課題を解決するた
め、交流誘導モータの任意の負荷トルクに対応する入力
電力が最小値となるように、モータの負荷トルクと印加
電圧との関係を導き出すステップと、前記交流誘導モー
タの入力電力を検出し、この検出した入力電力を前記モ
ータの負荷トルクとし、前記モータの負荷トルクと印加
電圧との関係に基づいて、モータに対し最高効率を与え
る電圧値を所望の負荷トルクについて決定するステップ
と、この決定された電圧値に基づいた電圧によりモータ
を駆動するステップとを具備するものである。
流誘導モータの電力節減方法は、上記課題を解決するた
め、交流誘導モータの任意の負荷トルクに対応する入力
電力が最小値となるように、モータの負荷トルクと印加
電圧との関係を導き出すステップと、前記交流誘導モー
タの入力電力を検出し、この検出した入力電力を前記モ
ータの負荷トルクとし、前記モータの負荷トルクと印加
電圧との関係に基づいて、モータに対し最高効率を与え
る電圧値を所望の負荷トルクについて決定するステップ
と、この決定された電圧値に基づいた電圧によりモータ
を駆動するステップとを具備するものである。
【０００６】また、請求項２に係る発明は、三相交流誘
導電圧調整器によりモータの印加電圧を増減し、電気動
力計により任意の負荷トルクをモータに与えることによ
り、前記モータの負荷トルクと印加電圧との関係を導き
出すことを特徴とする請求項１記載の交流誘導モータの
電力節減方法である。
導電圧調整器によりモータの印加電圧を増減し、電気動
力計により任意の負荷トルクをモータに与えることによ
り、前記モータの負荷トルクと印加電圧との関係を導き
出すことを特徴とする請求項１記載の交流誘導モータの
電力節減方法である。
【０００７】また、請求項３に係る発明の交流誘導モー
タの電力節減装置は、交流誘導モータへの供給電圧を制
御する電圧制御部と、前記交流誘導モータの入力電力を
検出する入力電力検出手段と、モータの任意の負荷トル
クに対応する入力電力が最小値となるように導き出され
たモータの負荷トルクと印加電圧との関係に基づいて、
モータの任意の負荷トルクに対し最高効率を与える電圧
値を与える電圧値を記憶すると共に、前記入力電力検出
手段により検出された入力電力を前記モータの負荷トル
クとして受けて前記電圧値に基づいた信号を前記電圧制
御部に与えるシーケンサとを具備するものである。
タの電力節減装置は、交流誘導モータへの供給電圧を制
御する電圧制御部と、前記交流誘導モータの入力電力を
検出する入力電力検出手段と、モータの任意の負荷トル
クに対応する入力電力が最小値となるように導き出され
たモータの負荷トルクと印加電圧との関係に基づいて、
モータの任意の負荷トルクに対し最高効率を与える電圧
値を与える電圧値を記憶すると共に、前記入力電力検出
手段により検出された入力電力を前記モータの負荷トル
クとして受けて前記電圧値に基づいた信号を前記電圧制
御部に与えるシーケンサとを具備するものである。
【０００８】
【作用】請求項１に係る発明の交流誘導モータの電力節
減方法によれば、交流誘導モータに対する効率を改善す
るために印加電圧を制御する際、交流誘導モータの入力
電力を検出し、この検出した入力電力に基づき、任意の
負荷トルクについてモータに対し最高効率を与える印加
電圧値を決定する、きわめて実用的な理想電力節減曲線
を導き、消費電力を最大限に節減することが可能とな
る。
減方法によれば、交流誘導モータに対する効率を改善す
るために印加電圧を制御する際、交流誘導モータの入力
電力を検出し、この検出した入力電力に基づき、任意の
負荷トルクについてモータに対し最高効率を与える印加
電圧値を決定する、きわめて実用的な理想電力節減曲線
を導き、消費電力を最大限に節減することが可能とな
る。
【０００９】また、請求項２に係る発明において、モー
タの負荷トルクは電気動力計により任意に設定され、モ
ータの印加電圧が交流誘導電圧調整器により定格電圧値
から低下あるいは増加させられた後、消費電力が最小と
なる印加電圧が固定され読み取られる。負荷トルクが変
化させられ、前記と同様にして得られた各負荷トルクに
おけるデータがグラフにプロットされることにより、き
わめて実用的な理想電力節減曲線を導き出すことが可能
となる。
タの負荷トルクは電気動力計により任意に設定され、モ
ータの印加電圧が交流誘導電圧調整器により定格電圧値
から低下あるいは増加させられた後、消費電力が最小と
なる印加電圧が固定され読み取られる。負荷トルクが変
化させられ、前記と同様にして得られた各負荷トルクに
おけるデータがグラフにプロットされることにより、き
わめて実用的な理想電力節減曲線を導き出すことが可能
となる。
【００１０】また、請求項３に係る発明においては、交
流誘導モータに対する効率を改善するために印加電圧を
制御する際、交流誘導モータの入力電力を検出し、この
検出した入力電力に基づき、任意の負荷トルクについて
モータに対し最高効率を与える印加電圧値を決定する、
きわめて実用的な理想電力節減曲線を導き、消費電力を
最大限に節減することが可能な交流誘導モータの電力節
減装置を提供することができる。
流誘導モータに対する効率を改善するために印加電圧を
制御する際、交流誘導モータの入力電力を検出し、この
検出した入力電力に基づき、任意の負荷トルクについて
モータに対し最高効率を与える印加電圧値を決定する、
きわめて実用的な理想電力節減曲線を導き、消費電力を
最大限に節減することが可能な交流誘導モータの電力節
減装置を提供することができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の交流誘導モータの電力節減方
法および電力節減装置の実施例を詳細に説明する。図１
はこの発明の電力節減方法の一実施例に用いられる理想
電力節減曲線の求め方の概略を説明するための図であ
る。この図において、１は電力を供給する５０Ｈｚある
いは６０Ｈｚの３相電源、２は３相誘導電圧調整器（電
圧可変範囲 ０〜１２０％Ｖ）、３は被測定用交流誘導
モータ（Ｉ．Ｍ．）、４はうず流ブレーキ式電気動力計
（Ｄ．Ｍ．，トルク調整範囲 ０〜１００％）、５はト
ルク計（Ｔ．Ｍ．）、６は電圧計、７は電力計である。
法および電力節減装置の実施例を詳細に説明する。図１
はこの発明の電力節減方法の一実施例に用いられる理想
電力節減曲線の求め方の概略を説明するための図であ
る。この図において、１は電力を供給する５０Ｈｚある
いは６０Ｈｚの３相電源、２は３相誘導電圧調整器（電
圧可変範囲 ０〜１２０％Ｖ）、３は被測定用交流誘導
モータ（Ｉ．Ｍ．）、４はうず流ブレーキ式電気動力計
（Ｄ．Ｍ．，トルク調整範囲 ０〜１００％）、５はト
ルク計（Ｔ．Ｍ．）、６は電圧計、７は電力計である。
【００１２】被測定用交流誘導モータ３に加わる負荷ト
ルクは、うず流ブレーキ式電気動力計４により、任意に
設定することができる。したがって、これを用いて、ま
ずモータ３に加わる負荷トルクをゼロに設定する。そし
て、３相誘導電圧調整器２によって、モータ３への印加
電圧Ｖを定格電圧値から徐々に低下させ、モータ３の消
費電力（入力電力）が最小となった状態で印加電圧Ｖを
固定する。このときの印加電圧Ｖ0、入力電力Ｗ0、要求
（基準）負荷トルクＴ0を読み取る。その後、電気動力
計４により、負荷トルクＴをモータ３の定格出力の１０
％，２０％，・・・１００％，１２５％と変化させた各
ケースにおける印加電圧、入力電力、要求負荷トルクＶ
10，Ｗ10，Ｔ10、Ｖ20，Ｗ20，Ｔ20、・・・、Ｖ100，
Ｗ100，Ｔ100、Ｖ125，Ｗ125，Ｔ125を読み取る。そし
て、読み取ったデータをグラフにプロットすることによ
って、図２に示されるグラフが作図され、Ｖ0〜Ｖ125の
各点を結ぶことによって理想電力節減曲線（電圧表示）
Ａが表されることになる。なお、図２において、Ｂは入
力電力（２００Ｖ一定）を、Ｃは入力電力（最高効率ト
レース点）を、Ｄは要求負荷トルク（電力換算）を示し
ている。
ルクは、うず流ブレーキ式電気動力計４により、任意に
設定することができる。したがって、これを用いて、ま
ずモータ３に加わる負荷トルクをゼロに設定する。そし
て、３相誘導電圧調整器２によって、モータ３への印加
電圧Ｖを定格電圧値から徐々に低下させ、モータ３の消
費電力（入力電力）が最小となった状態で印加電圧Ｖを
固定する。このときの印加電圧Ｖ0、入力電力Ｗ0、要求
（基準）負荷トルクＴ0を読み取る。その後、電気動力
計４により、負荷トルクＴをモータ３の定格出力の１０
％，２０％，・・・１００％，１２５％と変化させた各
ケースにおける印加電圧、入力電力、要求負荷トルクＶ
10，Ｗ10，Ｔ10、Ｖ20，Ｗ20，Ｔ20、・・・、Ｖ100，
Ｗ100，Ｔ100、Ｖ125，Ｗ125，Ｔ125を読み取る。そし
て、読み取ったデータをグラフにプロットすることによ
って、図２に示されるグラフが作図され、Ｖ0〜Ｖ125の
各点を結ぶことによって理想電力節減曲線（電圧表示）
Ａが表されることになる。なお、図２において、Ｂは入
力電力（２００Ｖ一定）を、Ｃは入力電力（最高効率ト
レース点）を、Ｄは要求負荷トルク（電力換算）を示し
ている。
【００１３】図２に示されているように、要求負荷トル
ク曲線Ｄとモータ入力電力（印加電圧可変時）曲線Ｃと
は、きわめて接近した値を取っている。このように消費
電力が減少したのは、印加電圧を変えるために３相誘導
電圧調整器を用いていることによって、電圧波形が正弦
波となり、高調波成分を含まないからである。これに対
し、インバータ電圧制御あるいはサイリスタ位相制御等
のように電圧波形に高調波成分を含むと、回転子うず電
流損失が発生するため、印加電圧を低下させても大きな
効率向上を期待することはできないのである。
ク曲線Ｄとモータ入力電力（印加電圧可変時）曲線Ｃと
は、きわめて接近した値を取っている。このように消費
電力が減少したのは、印加電圧を変えるために３相誘導
電圧調整器を用いていることによって、電圧波形が正弦
波となり、高調波成分を含まないからである。これに対
し、インバータ電圧制御あるいはサイリスタ位相制御等
のように電圧波形に高調波成分を含むと、回転子うず電
流損失が発生するため、印加電圧を低下させても大きな
効率向上を期待することはできないのである。
【００１４】上述のように、３相誘導電圧調整器２とう
ず流ブレーキ式電気動力計４を組み合わせた装置を用い
ることによって、容易に理想電力節減曲線を求めること
ができた。しかしながら、一般的なモータの特性を求め
る拘束試験データおよび円線図法を用いた方法により、
これを求めることはできない。
ず流ブレーキ式電気動力計４を組み合わせた装置を用い
ることによって、容易に理想電力節減曲線を求めること
ができた。しかしながら、一般的なモータの特性を求め
る拘束試験データおよび円線図法を用いた方法により、
これを求めることはできない。
【００１５】図３は、モータの回転数とトルクの関係を
示すグラフである。この図において、要求負荷トルクが
Ｔ100 からＴ35 に変化するのに伴って、印加電圧が変
化するため、曲線上の点はＰ100 からＰ35 に変化す
る。これらＰ点の各々は、各点の電圧における最大トル
ク点（モータ出力トルク）より小さいすべりｓ1 ，ｓ
2 ，ｓ3 の位置にあり、ｓは３．５％以下である。した
がって、非常に安定した運転が可能となる。
示すグラフである。この図において、要求負荷トルクが
Ｔ100 からＴ35 に変化するのに伴って、印加電圧が変
化するため、曲線上の点はＰ100 からＰ35 に変化す
る。これらＰ点の各々は、各点の電圧における最大トル
ク点（モータ出力トルク）より小さいすべりｓ1 ，ｓ
2 ，ｓ3 の位置にあり、ｓは３．５％以下である。した
がって、非常に安定した運転が可能となる。
【００１６】図４は交流誘導モータの電力節減装置の一
実施例を示すものであり、また、この図にしたがって、
理想電力節減曲線を使用する本発明の交流誘導モータの
電力節減方法を説明する。この図において、４１は電力
を供給する３相の交流電源、４２はタップ選択信号Ｓ1
〜Ｓ7 に基づいて電圧を切り換え、出力する電圧制御
部、４３は交流誘導モータ、４４は電力トランスデュー
サ、４５はアナログ／デジタルトランスデューサ、４６
はあらかじめ前記理想電力節減曲線に関するデータがメ
モリされるとともに、このデータに基づいてモータ４３
への入力電力を判別し、それに応じたタップ選択信号Ｓ
1 〜Ｓ7 を電圧制御部４２に送出するシーケンサであ
る。
実施例を示すものであり、また、この図にしたがって、
理想電力節減曲線を使用する本発明の交流誘導モータの
電力節減方法を説明する。この図において、４１は電力
を供給する３相の交流電源、４２はタップ選択信号Ｓ1
〜Ｓ7 に基づいて電圧を切り換え、出力する電圧制御
部、４３は交流誘導モータ、４４は電力トランスデュー
サ、４５はアナログ／デジタルトランスデューサ、４６
はあらかじめ前記理想電力節減曲線に関するデータがメ
モリされるとともに、このデータに基づいてモータ４３
への入力電力を判別し、それに応じたタップ選択信号Ｓ
1 〜Ｓ7 を電圧制御部４２に送出するシーケンサであ
る。
【００１７】まず、モータ４３の負荷トルクは、電力ト
ランスデューサ４４によってリアルタイムにモータ４３
への入力電力（ｋＷ）として捉えられ、その後、アナロ
グ／デジタルトランスデューサ４５を介してシーケンサ
４６に入力される。シーケンサ４６には、前述の方法に
よって形成された理想電力節減曲線に基づいて、入力電
力値を判別するデータがあらかじめ７帯域読み込まれて
いる。
ランスデューサ４４によってリアルタイムにモータ４３
への入力電力（ｋＷ）として捉えられ、その後、アナロ
グ／デジタルトランスデューサ４５を介してシーケンサ
４６に入力される。シーケンサ４６には、前述の方法に
よって形成された理想電力節減曲線に基づいて、入力電
力値を判別するデータがあらかじめ７帯域読み込まれて
いる。
【００１８】この７帯域（モータ入力電力，％）は、図
５に示されているように、０〜Ｗ1（＃１），Ｗ1〜Ｗ2
（＃２），Ｗ2〜Ｗ3（＃３），Ｗ3〜Ｗ4（＃４），Ｗ4
〜Ｗ5（＃５），Ｗ5〜Ｗ6（＃６），Ｗ6〜１２５（＃
７）からなっている。図５は、被電力節減モータの７帯
域と理想電力節減曲線との関係、およびモータへの印加
電圧との関係を示すものである。また、７帯域のそれぞ
れは下記のような関係を有している。
５に示されているように、０〜Ｗ1（＃１），Ｗ1〜Ｗ2
（＃２），Ｗ2〜Ｗ3（＃３），Ｗ3〜Ｗ4（＃４），Ｗ4
〜Ｗ5（＃５），Ｗ5〜Ｗ6（＃６），Ｗ6〜１２５（＃
７）からなっている。図５は、被電力節減モータの７帯
域と理想電力節減曲線との関係、およびモータへの印加
電圧との関係を示すものである。また、７帯域のそれぞ
れは下記のような関係を有している。
【００１９】
【表１】
【００２０】図４において、シーケンサ４６は、電力ト
ランスデューサ４４およびアナログ／デジタルトランス
デューサ４５を介してモータの負荷トルクを受けると、
これを、メモリしている理想電力節減曲線に関するデー
タと比較し、前記理想電力節減曲線Ａをなぞるように、
この負荷トルクに対応する制御信号Ｓ1〜Ｓ7を選択し、
電圧制御部４２に送出する。この制御信号Ｓ1〜Ｓ7は、
電圧制御部４２を構成する変圧器の中性点側タップを切
り替えて、負荷トルクに対する最適電圧をモータ４３に
与えるものである。
ランスデューサ４４およびアナログ／デジタルトランス
デューサ４５を介してモータの負荷トルクを受けると、
これを、メモリしている理想電力節減曲線に関するデー
タと比較し、前記理想電力節減曲線Ａをなぞるように、
この負荷トルクに対応する制御信号Ｓ1〜Ｓ7を選択し、
電圧制御部４２に送出する。この制御信号Ｓ1〜Ｓ7は、
電圧制御部４２を構成する変圧器の中性点側タップを切
り替えて、負荷トルクに対する最適電圧をモータ４３に
与えるものである。
【００２１】また、モータの負荷トルクが変化すると、
シーケンサ４６は、電力トランスデューサ４４およびア
ナログ／デジタルトランスデューサ４５を介して変化し
た負荷トルクを受け、この負荷トルクに対応する制御信
号Ｓ1〜Ｓ7を選択し、電圧制御部４２に送出する。この
制御信号Ｓ1〜Ｓ7は、電圧制御部４２を構成する変圧器
の中性点側タップを切り替えて、変化した負荷トルクに
最適な電圧をモータ４３に与える。モータは、この制御
信号が送出されている間、この信号に対応するタップ電
圧によって駆動される。このため、モータは、負荷トル
クがどのように変化しても、最大限電力を節減できる最
適の電圧で駆動されることになる。
シーケンサ４６は、電力トランスデューサ４４およびア
ナログ／デジタルトランスデューサ４５を介して変化し
た負荷トルクを受け、この負荷トルクに対応する制御信
号Ｓ1〜Ｓ7を選択し、電圧制御部４２に送出する。この
制御信号Ｓ1〜Ｓ7は、電圧制御部４２を構成する変圧器
の中性点側タップを切り替えて、変化した負荷トルクに
最適な電圧をモータ４３に与える。モータは、この制御
信号が送出されている間、この信号に対応するタップ電
圧によって駆動される。このため、モータは、負荷トル
クがどのように変化しても、最大限電力を節減できる最
適の電圧で駆動されることになる。
【００２２】従来技術においては、低負荷あるいは無負
荷帯域のみにおけるモータの効率を高めようとするもの
であったが、この発明の実施例においては、低負荷ある
いは無負荷帯域だけでなく、重負荷帯域においてもモー
タの印加電圧の効率を高めることができるものである。
すなわち、本発明の場合、負荷トルク６２〜７６．５の
場合、１１０％の電圧を、負荷トルク７６．５〜１２５
の場合、１２０％の電圧をモータに印加することによっ
て、重負荷帯域においてもモータの効率向上を図るもの
である。
荷帯域のみにおけるモータの効率を高めようとするもの
であったが、この発明の実施例においては、低負荷ある
いは無負荷帯域だけでなく、重負荷帯域においてもモー
タの印加電圧の効率を高めることができるものである。
すなわち、本発明の場合、負荷トルク６２〜７６．５の
場合、１１０％の電圧を、負荷トルク７６．５〜１２５
の場合、１２０％の電圧をモータに印加することによっ
て、重負荷帯域においてもモータの効率向上を図るもの
である。
【００２３】また、モータは、重負荷帯域において必ず
しも定格電圧で最高効率となるとは限らない。図２の理
想電力節減曲線によって証明されているように、重負荷
帯域において最高効率を与える電圧は、１１０％定格電
圧以上の電圧である。なお、２００Ｖモータは２２０Ｖ
共用であり、ＪＩＳによる上限が１１０％であるから、
モータに許容される印加電圧は、２２０Ｖ×１１０％÷
２００Ｖ＝１２１％ となる。したがって、１２０％ま
での電圧は許容される。
しも定格電圧で最高効率となるとは限らない。図２の理
想電力節減曲線によって証明されているように、重負荷
帯域において最高効率を与える電圧は、１１０％定格電
圧以上の電圧である。なお、２００Ｖモータは２２０Ｖ
共用であり、ＪＩＳによる上限が１１０％であるから、
モータに許容される印加電圧は、２２０Ｖ×１１０％÷
２００Ｖ＝１２１％ となる。したがって、１２０％ま
での電圧は許容される。
【００２４】なお、上記実施例においては、電圧制御部
に、中性点側タップ付きＹ結線２巻線３相トランスを使
用したが、これによると電圧変化がステップ状となって
しまう。この代りに、周波数固定型のＩＧＢＴを用いた
インバータを使用すれば、効率良く連続的に電圧を変え
ることができる。
に、中性点側タップ付きＹ結線２巻線３相トランスを使
用したが、これによると電圧変化がステップ状となって
しまう。この代りに、周波数固定型のＩＧＢＴを用いた
インバータを使用すれば、効率良く連続的に電圧を変え
ることができる。
【００２５】また、上記実施例においては、理想電力節
減曲線に基づいて、シーケンサ４６に読み込まれている
入力電力判別用データは７帯域としているが、これに限
定されるものでないことは言うまでもない。たとえば、
帯域の数を多くすれば、任意の負荷トルクについて、よ
り厳密に、最高効率に近い印加電圧をあたえることがで
き、消費電力をより厳しく節減することが可能となる。
減曲線に基づいて、シーケンサ４６に読み込まれている
入力電力判別用データは７帯域としているが、これに限
定されるものでないことは言うまでもない。たとえば、
帯域の数を多くすれば、任意の負荷トルクについて、よ
り厳密に、最高効率に近い印加電圧をあたえることがで
き、消費電力をより厳しく節減することが可能となる。
【００２６】
【発明の効果】以上の記載から明らかなように、請求項
１に係る発明の交流誘導モータの電力節減方法によれ
ば、交流誘導モータに対する効率を改善するために印加
電圧を制御する際、交流誘導モータの入力電力を検出
し、この検出した入力電力に基づき、任意の負荷トルク
についてモータに対し最高効率を与える印加電圧値を決
定する、きわめて実用的な理想電力節減曲線を導き、消
費電力を最大限に節減することが可能となる。また、こ
の発明によれば、低負荷あるいは無負荷帯域だけでな
く、重負荷帯域においても印加電圧の効率を高めること
ができ、より理想的な電力節減が可能となる。さらに、
この発明によれば、交流誘導モータの入力電力を検出
し、この入力電力をモータの負荷トルクとして捉え、モ
ータに対して最高効率を与える印加電圧値を決定するの
で、電源の力率による影響を受けることなく正確に交流
誘導モータの負荷トルクを検知することができ、よって
モータに対し、より正確な最高効率を与える電圧値を交
流誘導モータに印加することができる。
１に係る発明の交流誘導モータの電力節減方法によれ
ば、交流誘導モータに対する効率を改善するために印加
電圧を制御する際、交流誘導モータの入力電力を検出
し、この検出した入力電力に基づき、任意の負荷トルク
についてモータに対し最高効率を与える印加電圧値を決
定する、きわめて実用的な理想電力節減曲線を導き、消
費電力を最大限に節減することが可能となる。また、こ
の発明によれば、低負荷あるいは無負荷帯域だけでな
く、重負荷帯域においても印加電圧の効率を高めること
ができ、より理想的な電力節減が可能となる。さらに、
この発明によれば、交流誘導モータの入力電力を検出
し、この入力電力をモータの負荷トルクとして捉え、モ
ータに対して最高効率を与える印加電圧値を決定するの
で、電源の力率による影響を受けることなく正確に交流
誘導モータの負荷トルクを検知することができ、よって
モータに対し、より正確な最高効率を与える電圧値を交
流誘導モータに印加することができる。
【００２７】また、請求項２に係る発明によれば、モー
タの負荷トルクは電気動力計により任意に設定され、モ
ータの印加電圧が交流誘導電圧調整器により定格電圧値
から低下させられることにより、きわめて実用的な理想
電力節減曲線を導き出すことが可能となり、その結果、
消費電力を最大限に節減することが可能な交流誘導モー
タの電力節減方法および電力節減装置を提供することが
できる。
タの負荷トルクは電気動力計により任意に設定され、モ
ータの印加電圧が交流誘導電圧調整器により定格電圧値
から低下させられることにより、きわめて実用的な理想
電力節減曲線を導き出すことが可能となり、その結果、
消費電力を最大限に節減することが可能な交流誘導モー
タの電力節減方法および電力節減装置を提供することが
できる。
【００２８】また、請求項３に係る発明によれば、交流
誘導モータに対する効率を改善するために印加電圧を制
御する際、交流誘導モータの入力電力を検出し、この検
出した入力電力に基づき、任意の負荷トルクについてモ
ータに対し最高効率を与える印加電圧値を決定する、き
わめて実用的な理想電力節減曲線を導き、消費電力を最
大限に節減することが可能な交流誘導モータの電力節減
装置を提供することができる。また、この発明によれ
ば、入力電力検出手段によって交流誘導モータの入力電
力を検出し、この入力電力をモータの負荷トルクとして
捉え、モータに対して最高効率を与える印加電圧値を決
定するので、電源の力率による影響を受けることなく正
確に交流誘導モータの負荷トルクを検知することがで
き、よってモータに対し、より正確な最高効率を与える
電圧値を交流誘導モータに印加することができる。
誘導モータに対する効率を改善するために印加電圧を制
御する際、交流誘導モータの入力電力を検出し、この検
出した入力電力に基づき、任意の負荷トルクについてモ
ータに対し最高効率を与える印加電圧値を決定する、き
わめて実用的な理想電力節減曲線を導き、消費電力を最
大限に節減することが可能な交流誘導モータの電力節減
装置を提供することができる。また、この発明によれ
ば、入力電力検出手段によって交流誘導モータの入力電
力を検出し、この入力電力をモータの負荷トルクとして
捉え、モータに対して最高効率を与える印加電圧値を決
定するので、電源の力率による影響を受けることなく正
確に交流誘導モータの負荷トルクを検知することがで
き、よってモータに対し、より正確な最高効率を与える
電圧値を交流誘導モータに印加することができる。
【図１】この発明の一実施例に用いられる理想電力節減
曲線の求め方の概略を説明するための図である。
曲線の求め方の概略を説明するための図である。
【図２】理想電力節減曲線（電圧表示）を示すグラフで
ある。
ある。
【図３】モータの回転数とトルクの関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図４】交流誘導モータの電力節減装置の一実施例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図５】モータの７帯域と理想電力節減曲線との関係、
およびモータへの印加電圧との関係を示すグラフであ
る。
およびモータへの印加電圧との関係を示すグラフであ
る。
１ ３相の交流電源 ２ ３相誘導電圧調整器 ３ 被測定用交流誘導モータ ４ うず流ブレーキ式電気動力計 ５ トルク計 ６ 電圧計 ７ 電力計 ４１ ３相の交流電源 ４２ 電圧制御部 ４３ 交流誘導モータ ４４ 電力トランスデューサ ４５ アナログ／デジタルトランスデューサ ４６ シーケンサ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02P 7/36 - 7/625 H02P 5/28 - 5/405 G01L 3/22
Claims (3)
- 【請求項１】 交流誘導モータの任意の負荷トルクに対
応する入力電力が最小値となるように、モータの負荷ト
ルクと印加電圧との関係を導き出すステップと、前記交流誘導モータの入力電力を検出し、この検出した
入力電力を前記モータの負荷トルクとし、前記モータの
負荷トルクと印加電圧と の関係に基づいて、モータに対
し最高効率を与える電圧値を所望の負荷トルクについて
決定するステップと、 この決定された電圧値に基づいた電圧によりモータを駆
動するステップとを具備する交流誘導モータの電力節減
方法。 - 【請求項２】 三相交流誘導電圧調整器によりモータの
印加電圧を増減し、電気動力計により任意の負荷トルク
をモータに与えることにより、前記モータの負荷トルク
と印加電圧との関係を導き出すことを特徴とする請求項
１記載の交流誘導モータの電力節減方法。 - 【請求項３】交流誘導モータへの供給電圧を制御する電
圧制御部と、前記交流誘導モータの入力電力を検出する入力電力検出
手段と、 モータの任意の負荷トルクに対応する入力電力が最小値
となるように導き出されたモータの負荷トルクと印加電
圧との関係に基づいて、モータの任意の負荷トルクに対
し最高効率を与える電圧値を与える電圧値を記憶すると
共に、前記入力電力検出手段により検出された入力電力
を前記モータの負荷トルクとして受けて前記電圧値に基
づいた信号を前記電圧制御部に与えるシーケンサとを具
備する交流誘導モータの電力節減装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4053913A JP2880846B2 (ja) | 1992-03-12 | 1992-03-12 | 交流誘導モータの電力節減方法および電力節減装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4053913A JP2880846B2 (ja) | 1992-03-12 | 1992-03-12 | 交流誘導モータの電力節減方法および電力節減装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06261594A JPH06261594A (ja) | 1994-09-16 |
| JP2880846B2 true JP2880846B2 (ja) | 1999-04-12 |
Family
ID=12955955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4053913A Expired - Fee Related JP2880846B2 (ja) | 1992-03-12 | 1992-03-12 | 交流誘導モータの電力節減方法および電力節減装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2880846B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3452391B2 (ja) * | 1994-01-06 | 2003-09-29 | 株式会社安川電機 | 電動機の制御装置およびその制御方法 |
| JP2009033941A (ja) * | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Nippon Steel Corp | 誘導電動機制御装置及び誘導電動機制御方法 |
| US8085009B2 (en) | 2007-08-13 | 2011-12-27 | The Powerwise Group, Inc. | IGBT/FET-based energy savings device for reducing a predetermined amount of voltage using pulse width modulation |
| US8698447B2 (en) | 2007-09-14 | 2014-04-15 | The Powerwise Group, Inc. | Energy saving system and method for devices with rotating or reciprocating masses |
| US8810190B2 (en) * | 2007-09-14 | 2014-08-19 | The Powerwise Group, Inc. | Motor controller system and method for maximizing energy savings |
| WO2009035696A1 (en) * | 2007-09-14 | 2009-03-19 | The Powerwise Group, Llc A Nevada Limited Liability Company | Motor controller system and method for maximizing energy savings |
| US8698446B2 (en) | 2009-09-08 | 2014-04-15 | The Powerwise Group, Inc. | Method to save energy for devices with rotating or reciprocating masses |
| WO2011031603A1 (en) | 2009-09-08 | 2011-03-17 | The Powerwise Group, Inc. | Energy saving system and method for devices with rotating or reciprocating masses |
| US8587233B2 (en) | 2010-01-25 | 2013-11-19 | Sntech, Inc. | Speed-defined torque control |
| US20110260671A1 (en) * | 2010-04-22 | 2011-10-27 | Sntech, Inc. | Apparatus for selecting speed of electrically commutated motor for use in hvac system |
-
1992
- 1992-03-12 JP JP4053913A patent/JP2880846B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06261594A (ja) | 1994-09-16 |
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