なぜ3相誘導電動機でスターターが使用されるのですか

三相誘導電動機（Three-Phase Induction Motors）は通常、スターター（Starters）を使用して起動過程を制御します。スターターの使用にはいくつかの重要な理由があり、モーターの保護、起動性能の最適化、システムの安全性確保が含まれます。以下に詳細な説明を行います。

1. 起動電流の低減

高い起動電流：

三相誘導電動機が起動する際、静止時の慣性を克服するのに十分なトルクを生成する必要があり、これにより非常に高い起動電流が発生します。起動電流は定格電流の6〜8倍、またはそれ以上になることがあります。

このような高い起動電流は、電力網に大きな負荷をかける結果となり、他の装置の動作に影響を与える電圧降下を引き起こします。

スターターの役割：

スターターは起動電流を制限し、それを徐々に定格値まで増加させることで、電力網への影響を軽減することができます。

一般的な起動電流制限方法には、スター・デルタ・スターター（Star-Delta Starter）、オートトランスフォーマー・スターター（Auto-transformer Starter）、ソフト・スターター（Soft Starter）があります。

2. 起動トルクの増加

不足している起動トルク：

重負荷での起動など、一部の用途では高い起動トルクが必要です。通常の直接起動方法では十分な起動トルクを提供できない場合があります。

スターターの役割：

特別なスターター（例えばスター・デルタ・スターターやオートトランスフォーマー・スターター）は、初期段階でより高い起動トルクを提供し、モーターを滑らかに起動することができます。

ソフト・スターターは、電圧と周波数を調整することで起動トルクを最適化することができます。

3. モーターの保護

過負荷保護：

スターターには通常、モーターが過負荷になると電源を遮断する過負荷保護装置が付属しています。これにより、過熱や損傷を防ぐことができます。

過負荷保護装置は特定の電流閾値でトリップするように設定され、モーターが安全な範囲内で動作することを保証します。

ショート回路保護：

スターターはまた、ショート回路時にモーターの損傷を防ぐショート回路保護も提供します。

ショート回路保護装置は急速に電源を遮断し、過大な電流がモーターを焼き切るのを防ぎます。

4. 起動性能の最適化

滑らかな起動：

スターターはモーターを滑らかに起動させることができ、起動時の機械的なショックや振動を減少させます。

滑らかな起動は、モーターと接続された機器の寿命を延ばすのに役立ちます。

精密な制御：

現代のスターター（ソフト・スターターや可変周波数ドライブなど）は、負荷特性に基づいて起動パラメータを調整し、精密な起動制御を提供することができます。

この精密な制御により、起動過程が最適化され、全体的なシステム性能が向上します。

5. システムの安全性

運転の安全性：

スターターは安全な操作インターフェースを提供し、オペレーターが起動および停止中にモーターを制御できるようにします。

スターターには通常、モーターの状態を監視するための表示灯やスイッチが付いています。

誤操作の防止：

スターターは、正しい条件下でモーターが起動および停止するように、誤操作を防ぐことができます。

たとえば、インターロックはモーターが完全に停止する前に再起動することを防ぐことができます。

一般的なスターターの種類

スター・デルタ・スターター（Star-Delta Starter）：

最初に、モーターはスター接続になり、起動電流が減少します。

モーターが一定の速度に達すると、デルタ接続に切り替わり、通常運転に必要なトルクを提供します。

オートトランスフォーマー・スターター（Auto-transformer Starter）：

オートトランスフォーマーを使用して起動電圧を低減し、起動電流を減少させます。

起動後、モーターは全電圧での動作に切り替えられます。

ソフト・スターター（Soft Starter）：

ソフト・スターターは電圧と周波数を制御することで、モーターを滑らかに起動させ、起動電流と機械的ショックを減少させることができます。

負荷特性に基づいて起動パラメータを調整し、柔軟な制御を提供することができます。

可変周波数ドライブ（VFD）：

VFDは起動過程だけでなく、動作中のモーターの速度とトルクも制御することができます。

精密な速度制御が必要な用途に適しています。

まとめ

三相誘導電動機にスターターを使用する主な理由は、起動電流の低減、起動トルクの増加、モーターの保護、起動性能の最適化、システムの安全性の確保です。スターターはさまざまな方法でモーターの起動過程を制御し、モーターが安全かつ効率的に動作するようにします。上記の情報がお役に立てれば幸いです。ご質問があれば、お気軽にお問い合わせください。