JPH11225492A - 誘導電動機の始動装置 - Google Patents
誘導電動機の始動装置Info
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- JPH11225492A JPH11225492A JP3811698A JP3811698A JPH11225492A JP H11225492 A JPH11225492 A JP H11225492A JP 3811698 A JP3811698 A JP 3811698A JP 3811698 A JP3811698 A JP 3811698A JP H11225492 A JPH11225492 A JP H11225492A
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- induction motor
- capacitor
- starting
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 誘導電動機のＹ−Δ始動において、誘導電動
機のコイルの絶縁劣化を防止する始動装置を提供する。 【解決手段】 誘導電動機１の１次巻線をスター接続と
して始動し、始動後に前記１次巻線をデルタ接続に切換
える前記誘導電動機１の始動装置において、前記スター
接続の中性点３と接地線４間にコンデンサ２を接続す
る。また、前記コンデンサ２の静電容量をＣ（μＦ）、
デルタ接続に切換えた時の過電流を抑制する制限抵抗の
抵抗値をＲ（オーム）としたとき、前記コンデンサ２の
静電容量Ｃが、Ｃ≧１．５／Ｒを満たすようにしたもの
である。
機のコイルの絶縁劣化を防止する始動装置を提供する。 【解決手段】 誘導電動機１の１次巻線をスター接続と
して始動し、始動後に前記１次巻線をデルタ接続に切換
える前記誘導電動機１の始動装置において、前記スター
接続の中性点３と接地線４間にコンデンサ２を接続す
る。また、前記コンデンサ２の静電容量をＣ（μＦ）、
デルタ接続に切換えた時の過電流を抑制する制限抵抗の
抵抗値をＲ（オーム）としたとき、前記コンデンサ２の
静電容量Ｃが、Ｃ≧１．５／Ｒを満たすようにしたもの
である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘導電動機のＹ−
Δ（スターデルタ）始動装置に関する。
Δ（スターデルタ）始動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】静止している誘導電動機を全電圧始動す
なわちじか入れ始動すると、定格電流の５〜７倍に達す
る始動電流が流れることが知られている。このような始
動電流は、誘導電動機の巻線を加熱したり、誘導電動機
に大きな機械的衝撃を与える。また、始動時の力率が悪
いことから電源電圧を降下させ、同じ配電線に接続され
ている電灯やその他の機器に悪影響を与える。それゆ
え、電源容量があまり大きくない配電線で、容量が大き
い誘導電動機の運転を行い、上記のような問題が生じる
場合には、減電圧始動を用いている。この減電圧始動に
は、Ｙ−Δ始動方法と単巻変圧器による始動方法の２つ
の方法がある。以下に、Ｙ−Δ始動方法について説明す
る。通常、容量の大きな誘導電動機の固定子はΔ接続で
ある。これを始動時にＹ接続に変更して、始動完了後に
Δ接続にもどすのがＹ−Δ始動方法である。具体的な回
路構成と始動方法を図４に基づき説明する。説明を判り
やすくするため、同図下段にＹ−Δ始動回路の構成を、
中段に各スイッチの動作シーケンスを、上段には各スイ
ッチ動作により変化する始動回路の等価回路を示す。図
４で、Ｓ１は誘導電動機をＹ接続するＹ始動スイッチ、
Ｒは誘導電動機がＹ接続からΔ接続に変わったときの過
渡電流を抑制するための制限抵抗、Ｓ２は制限抵抗の接
続/ 切離を行う制限抵抗用スイッチ、Ｓ３は誘導電動機
をΔ接続にするΔ運転スイッチである。また、Ｙ−Δ始
動用の誘導電動機の各相の巻線は複数個のコイルからな
っているが、同図に示すように各巻線は独立しており、
巻線相互の接続はしていない。次に動作を説明する。ま
ず、Step１では、Ｙ始動スイッチＳ１を閉じ、Ｙ運転を
開始した状態である。始動電流は、Δ始動に比べ１／３
になる。以下、各Stepはこの状態からΔ運転に切り替え
るための段階である。Step２では、誘導電動機のインピ
ーダンスとほぼ同程度の抵抗値の制限抵抗を、制限抵抗
用スイッチＳ２を閉じることで巻線と並列に接続する。
Step３でＹ始動スイッチＳ１を開くと、図４に示すよう
に誘導電動機の巻線と制限抵抗が直列に接続された等価
回路になる。制限抵抗は、この際の過渡電流を抑制す
る。Step4 でΔ運転スイッチＳ３を閉じると制限抵抗は
このスイッチで短絡され、誘導電動機は通常のΔ運転と
なる。最後に、制限抵抗用スイッチＳ２を開き、制限抵
抗を回路から切り離す（Step５）。これら一連の動作
で、Ｙ−Δ始動が完了する。
なわちじか入れ始動すると、定格電流の５〜７倍に達す
る始動電流が流れることが知られている。このような始
動電流は、誘導電動機の巻線を加熱したり、誘導電動機
に大きな機械的衝撃を与える。また、始動時の力率が悪
いことから電源電圧を降下させ、同じ配電線に接続され
ている電灯やその他の機器に悪影響を与える。それゆ
え、電源容量があまり大きくない配電線で、容量が大き
い誘導電動機の運転を行い、上記のような問題が生じる
場合には、減電圧始動を用いている。この減電圧始動に
は、Ｙ−Δ始動方法と単巻変圧器による始動方法の２つ
の方法がある。以下に、Ｙ−Δ始動方法について説明す
る。通常、容量の大きな誘導電動機の固定子はΔ接続で
ある。これを始動時にＹ接続に変更して、始動完了後に
Δ接続にもどすのがＹ−Δ始動方法である。具体的な回
路構成と始動方法を図４に基づき説明する。説明を判り
やすくするため、同図下段にＹ−Δ始動回路の構成を、
中段に各スイッチの動作シーケンスを、上段には各スイ
ッチ動作により変化する始動回路の等価回路を示す。図
４で、Ｓ１は誘導電動機をＹ接続するＹ始動スイッチ、
Ｒは誘導電動機がＹ接続からΔ接続に変わったときの過
渡電流を抑制するための制限抵抗、Ｓ２は制限抵抗の接
続/ 切離を行う制限抵抗用スイッチ、Ｓ３は誘導電動機
をΔ接続にするΔ運転スイッチである。また、Ｙ−Δ始
動用の誘導電動機の各相の巻線は複数個のコイルからな
っているが、同図に示すように各巻線は独立しており、
巻線相互の接続はしていない。次に動作を説明する。ま
ず、Step１では、Ｙ始動スイッチＳ１を閉じ、Ｙ運転を
開始した状態である。始動電流は、Δ始動に比べ１／３
になる。以下、各Stepはこの状態からΔ運転に切り替え
るための段階である。Step２では、誘導電動機のインピ
ーダンスとほぼ同程度の抵抗値の制限抵抗を、制限抵抗
用スイッチＳ２を閉じることで巻線と並列に接続する。
Step３でＹ始動スイッチＳ１を開くと、図４に示すよう
に誘導電動機の巻線と制限抵抗が直列に接続された等価
回路になる。制限抵抗は、この際の過渡電流を抑制す
る。Step4 でΔ運転スイッチＳ３を閉じると制限抵抗は
このスイッチで短絡され、誘導電動機は通常のΔ運転と
なる。最後に、制限抵抗用スイッチＳ２を開き、制限抵
抗を回路から切り離す（Step５）。これら一連の動作
で、Ｙ−Δ始動が完了する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術の
Ｙ−Δ始動装置で使われる誘導電動機の故障は、誘導電
動機固定子巻線のＹ始動スイッチ側のコイルが絶縁不良
となる場合が多い。この原因について、出願人らは数々
の試験・検討を行った結果、従来のＹ−Δ始動方法で
は、誘導電動機固定子巻線のＹ始動スイッチ側の端子に
急峻なサージ電圧が発生し、コイルを絶縁劣化させてい
ることが判明した。そこで、本発明はこの急峻なサージ
電圧の立ち上がりを鈍化させ、誘導電動機のコイルの絶
縁劣化を防止できる誘導電動機の始動装置を提供するこ
とを目的とする。
Ｙ−Δ始動装置で使われる誘導電動機の故障は、誘導電
動機固定子巻線のＹ始動スイッチ側のコイルが絶縁不良
となる場合が多い。この原因について、出願人らは数々
の試験・検討を行った結果、従来のＹ−Δ始動方法で
は、誘導電動機固定子巻線のＹ始動スイッチ側の端子に
急峻なサージ電圧が発生し、コイルを絶縁劣化させてい
ることが判明した。そこで、本発明はこの急峻なサージ
電圧の立ち上がりを鈍化させ、誘導電動機のコイルの絶
縁劣化を防止できる誘導電動機の始動装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明は誘導電動機の１次巻線をスター接続として
始動し、始動後に前記１次巻線をデルタ接続に切換える
前記誘導電動機の始動装置において、前記スター接続の
中性点と接地線間にコンデンサを接続する。また前記コ
ンデンサの静電容量をＣ（μＦ）、デルタ接続に切換え
た時の過電流を抑制する制限抵抗の抵抗値をＲ（オー
ム）としたとき、前記コンデンサの静電容量Ｃが、Ｃ≧
１．５／Ｒを満たすようにしたものである。
め、本発明は誘導電動機の１次巻線をスター接続として
始動し、始動後に前記１次巻線をデルタ接続に切換える
前記誘導電動機の始動装置において、前記スター接続の
中性点と接地線間にコンデンサを接続する。また前記コ
ンデンサの静電容量をＣ（μＦ）、デルタ接続に切換え
た時の過電流を抑制する制限抵抗の抵抗値をＲ（オー
ム）としたとき、前記コンデンサの静電容量Ｃが、Ｃ≧
１．５／Ｒを満たすようにしたものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】図４の従来技術では、Ｙ始動スイ
ッチＳ１側の誘導電動機巻線のコイルの絶縁不良が多い
ため、出願人らは、数々試験条件を変えて試験を行い、
各所の電圧・電流の測定、検討、解析を行ってきた。そ
の結果、上記のコイルの絶縁不良は、下記のような原因
であることが明らかになった。図４に示す従来のＹ−Δ
始動装置で、Step2 に移行するとき、即ち、制限抵抗用
スイッチＳ２を閉じた時、対地間に急峻で振幅が大きな
サージ電圧が生じることが判った。図５に実測されたサ
ージ電圧の１例を示す。出願人らは、まず、このサージ
電圧の発生原因について、回路シミュレーションにより
検討を行った。その結果、制限抵抗用スイッチの各相の
接点の閉時間を変えると同様のサージ電圧が発生するこ
とが判った。シミュレーションしたサージ電圧を図６に
示す。Ｙ始動スイッチＳ２は機械的スイッチであるの
で、接点の閉時間は各相でばらつくので、これがサージ
電圧発生の原因であることが明確になった。次に、この
サージ電圧が誘導電動機コイルの絶縁劣化を引き起こす
原因であることを説明する。誘導電動機の端子にサージ
電圧を印加すると、その端子に最も近いコイルに過大な
電圧（分担電圧）が印加されることがよく知られてい
る。図２は出願人らが６ｋＶ級誘導電動機の端子に立ち
上がり時間の異なるサージ電圧を加え、端子に最も近い
コイルの電圧を測定し、印加されるサージ電圧最大値と
コイル電圧の比を測定した結果を示したものである。こ
れよりサージ電圧の立ち上がり時間が１μＳ以下になる
とコイル電圧は急激に大きくなり、１．５μＳ以上にな
ると飽和傾向になることが判る。従来のＹ−Δ始動方法
でのサージ電圧の実測やシミュレーション結果では、立
ち上がり時間は非常に速く、サージ電圧のほぼ１００％
がコイルに印加されていると考えられる。この電圧が１
つのコイルに印加されると、まず、コイルの各素線間で
放電が生じ、素線絶縁がまず劣化し、その影響でコイル
の対地間絶縁も劣化したと考えられる。以上のことか
ら、出願人らは、サージ電圧の立ち上がり時間を長くす
れば、Ｙ−Δ始動方法によるコイルの絶縁劣化を防止出
来ると考えた。Ｙ−Δ始動装置でのサージ電圧は、制限
抵抗を通して印加されているので、電動機端子にコンデ
ンサを接続し、サージ電圧の立ち上がり時間を鈍化させ
たことが出来る。このコンデンサの接続場所は、Δ運転
に切り替わった後は、回路から切り離した方がよいの
で、Ｙ始動スイッチの中性点と大地間とした。回路は、
図１である。この回路でのサージ電圧の立ち上がり時間
は、制限抵抗の抵抗値（Ｒ）とコンデンサの静電容量
（Ｃ）の積となる。サージ電圧の立ち上がり時間を１．
５μＳ以上にすればコイルの分担電圧はほぼ飽和するの
で、Ｒ＊Ｃ≧１．５とすればよい。即ち、コンデンサの
静電容量をＣ≧１．５／Ｒとする。図３は制限抵抗の抵
抗値を１００Ω、コンデンサの静電容量を０．１μＦと
してサージ電圧をシミュレーションした結果であるが、
上記の通り、立ち上がり時間は１０μＳ（１００＊０．
１E ー６）となっている。上記手段により、サージ電圧
の立ち上がり時間が長くなるので、Ｙ始動スイッチ側の
誘導電動機コイルの分担電圧が小さくなり、コイルの絶
縁劣化を防止できる。
ッチＳ１側の誘導電動機巻線のコイルの絶縁不良が多い
ため、出願人らは、数々試験条件を変えて試験を行い、
各所の電圧・電流の測定、検討、解析を行ってきた。そ
の結果、上記のコイルの絶縁不良は、下記のような原因
であることが明らかになった。図４に示す従来のＹ−Δ
始動装置で、Step2 に移行するとき、即ち、制限抵抗用
スイッチＳ２を閉じた時、対地間に急峻で振幅が大きな
サージ電圧が生じることが判った。図５に実測されたサ
ージ電圧の１例を示す。出願人らは、まず、このサージ
電圧の発生原因について、回路シミュレーションにより
検討を行った。その結果、制限抵抗用スイッチの各相の
接点の閉時間を変えると同様のサージ電圧が発生するこ
とが判った。シミュレーションしたサージ電圧を図６に
示す。Ｙ始動スイッチＳ２は機械的スイッチであるの
で、接点の閉時間は各相でばらつくので、これがサージ
電圧発生の原因であることが明確になった。次に、この
サージ電圧が誘導電動機コイルの絶縁劣化を引き起こす
原因であることを説明する。誘導電動機の端子にサージ
電圧を印加すると、その端子に最も近いコイルに過大な
電圧（分担電圧）が印加されることがよく知られてい
る。図２は出願人らが６ｋＶ級誘導電動機の端子に立ち
上がり時間の異なるサージ電圧を加え、端子に最も近い
コイルの電圧を測定し、印加されるサージ電圧最大値と
コイル電圧の比を測定した結果を示したものである。こ
れよりサージ電圧の立ち上がり時間が１μＳ以下になる
とコイル電圧は急激に大きくなり、１．５μＳ以上にな
ると飽和傾向になることが判る。従来のＹ−Δ始動方法
でのサージ電圧の実測やシミュレーション結果では、立
ち上がり時間は非常に速く、サージ電圧のほぼ１００％
がコイルに印加されていると考えられる。この電圧が１
つのコイルに印加されると、まず、コイルの各素線間で
放電が生じ、素線絶縁がまず劣化し、その影響でコイル
の対地間絶縁も劣化したと考えられる。以上のことか
ら、出願人らは、サージ電圧の立ち上がり時間を長くす
れば、Ｙ−Δ始動方法によるコイルの絶縁劣化を防止出
来ると考えた。Ｙ−Δ始動装置でのサージ電圧は、制限
抵抗を通して印加されているので、電動機端子にコンデ
ンサを接続し、サージ電圧の立ち上がり時間を鈍化させ
たことが出来る。このコンデンサの接続場所は、Δ運転
に切り替わった後は、回路から切り離した方がよいの
で、Ｙ始動スイッチの中性点と大地間とした。回路は、
図１である。この回路でのサージ電圧の立ち上がり時間
は、制限抵抗の抵抗値（Ｒ）とコンデンサの静電容量
（Ｃ）の積となる。サージ電圧の立ち上がり時間を１．
５μＳ以上にすればコイルの分担電圧はほぼ飽和するの
で、Ｒ＊Ｃ≧１．５とすればよい。即ち、コンデンサの
静電容量をＣ≧１．５／Ｒとする。図３は制限抵抗の抵
抗値を１００Ω、コンデンサの静電容量を０．１μＦと
してサージ電圧をシミュレーションした結果であるが、
上記の通り、立ち上がり時間は１０μＳ（１００＊０．
１E ー６）となっている。上記手段により、サージ電圧
の立ち上がり時間が長くなるので、Ｙ始動スイッチ側の
誘導電動機コイルの分担電圧が小さくなり、コイルの絶
縁劣化を防止できる。
【０００６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、従
来のＹ−Δ始動回路のスター接続の中性点と接地線間に
コンデンサを接続するだけで、サージ電圧の立ち上がり
を鈍化させ、誘導電動機のコイルの絶縁劣化を防止でき
故障を防止できる誘導電動機の始動装置を提供すること
ができる。
来のＹ−Δ始動回路のスター接続の中性点と接地線間に
コンデンサを接続するだけで、サージ電圧の立ち上がり
を鈍化させ、誘導電動機のコイルの絶縁劣化を防止でき
故障を防止できる誘導電動機の始動装置を提供すること
ができる。
【図１】 本発明によるＹ−Δ始動装置
【図２】 サージ電圧立ち上がり時間と誘導電動機コイ
ル分担電圧の関係
ル分担電圧の関係
【図３】 本発明でシミュレーションしたサージ電圧
【図４】 従来技術のＹ−Δ始動方法を説明する図
【図５】 従来技術のＹ−Δ始動方法での観測されたサ
ージ電圧の例
ージ電圧の例
【図６】 従来技術のＹ−Δ始動方法でシミュレーショ
ンしたサージ電圧
ンしたサージ電圧
１ 誘導電動機 ２ コンデンサＣ ３ 中性点Ｎ ４ 接地 Ｓ１ Ｙ始動スイッチ Ｓ２ 制限抵抗用スイッチ Ｓ３ Δ運転用スイッチ Ｒ 制限抵抗
Claims (2)
- 【請求項１】 誘導電動機の１次巻線をスター接続とし
て始動し、始動後に前記１次巻線をデルタ接続に切換え
る前記誘導電動機の始動装置において、 前記スター接続の中性点と接地線間にコンデンサを接続
したことを特徴とする誘導電動機の始動装置。 - 【請求項２】 前記コンデンサの静電容量をＣ（μ
Ｆ）、デルタ接続に切換えた時の過電流を抑制する制限
抵抗の抵抗値をＲ（オーム）としたとき、前記コンデン
サの静電容量Ｃが、Ｃ≧１．５／Ｒを満たすようにした
ものである請求項１記載の誘導電動機の始動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3811698A JPH11225492A (ja) | 1998-02-03 | 1998-02-03 | 誘導電動機の始動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3811698A JPH11225492A (ja) | 1998-02-03 | 1998-02-03 | 誘導電動機の始動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11225492A true JPH11225492A (ja) | 1999-08-17 |
Family
ID=12516510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3811698A Pending JPH11225492A (ja) | 1998-02-03 | 1998-02-03 | 誘導電動機の始動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11225492A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103312236A (zh) * | 2013-05-30 | 2013-09-18 | 杭州福斯达实业集团有限公司 | 带限流电抗器的改进型星三角启动器 |
-
1998
- 1998-02-03 JP JP3811698A patent/JPH11225492A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103312236A (zh) * | 2013-05-30 | 2013-09-18 | 杭州福斯达实业集团有限公司 | 带限流电抗器的改进型星三角启动器 |
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