オートメーション技術者、工場管理者、DIY 愛好家の皆さん、100 馬力の VFD ドライブを見つめて、「なぜこのモーターは、古いピックアップからの目覚まし時計のようにぐらぐらしているのでしょう?」と考えたことがあるでしょう。それがあなたなら、あなたは正しい場所にいます。私は 10 年以上にわたって可変周波数ドライブ (VFD) の販売とトラブルシューティングを行ってきましたが、100 馬力のユニットを使用している人たちからの一番の質問は、加速時間と減速時間をどのように調整するかということでした。なぜなら、本当のことを言うと、巨大なモーターを 2 秒で 0 からフルスピードまで回転させると、ブレーカーが落ちたり、ベルトが磨耗したり、さらにはシフト中にモーターが停止してしまう可能性があるからです。
まず、簡単な現実の確認: 100 馬力は冗談ではありません。これは、ガレージ作業場ではなく、大きなコンベヤー、HVAC チラー、ウォーター ポンプ、または工業用ミキサーなど、重い荷物を移動させるものに搭載されている種類のパワーです。加速時間は、VFD がモーターを 0 Hz から定格周波数 (場所に応じて、通常は 50 または 60 Hz) まで上昇させるのにかかる時間であり、減速はその逆で、速度を下げます。これらをめちゃくちゃにすると、エネルギーを無駄に消費するか（急いだ場合）、モーターが処理できるように作られた以上のストレスを引き起こすことになります。
実際の手順に入る前に、同じ認識を持っていることを確認してください。私は他にもたくさんの VFD を販売しました。3馬力 VFD 3フェーズ小型ポンプの場合、または7.5Kwインバータードライブ中型コンベヤ用。加速/減速を調整するロジックは、メニュー名が多少異なっていても、すべてのユニットで同様です。小規模なセットアップ向けの単相オプションもあります。5hp VFD 単相入力, したがって、100 馬力の三相ユニットに興味がない場合は、それもチェックする価値があります。あらゆる位相変換ニーズに対応します。単相周波数コンバータあなたはカバーしていますか？しかし今日は、その 100 馬力の三相主力製品に焦点を当てています。それでは、それに取り掛かりましょう。
基本から始める: なぜ時間を調整する必要があるのか
スタートボタンを押すたびに 100 馬力の VFD に障害が発生し、パニックに陥ったお客様から何度私に電話があったかわかりません。十中八九、加速時間が短すぎることが原因です。モーターが始動すると、全負荷電流の 5 ～ 7 倍の突入電流が流れます。速度を上げすぎると、VFD の過電流保護が作動してモーターとドライブを保護します。減速も同様です。減速が速すぎると、モーターが発電機となって VFD に電力を送り返し、過電圧障害が発生する可能性があります。 100 馬力のモーターの場合、その突入電流は 500 ～ 700 アンペアであり、回路が一瞬で処理するには大きすぎます。
では、「適切な」時期はどのようにしてわかるのでしょうか?負荷により異なります。負荷が軽いファンやコンベアなど、ほとんど空の場合は、10 ～ 20 秒の加速で回避できる可能性があります。セメントを満載したミキサーや大量の鉄鋼を運ぶコンベアなどの重い荷物の場合、30 秒、60 秒、さらには 120 秒もかかります。減速はもう少し単純です。慣性があまり保持されない負荷 (ファン、ポンプ) の場合は、5 ～ 15 秒で効果があります。大きなフライホイールや重い材料を使用したミキサーなどの高慣性負荷の場合は、「惰行時間」やブレーキ抵抗器の追加が必要になる場合がありますが、これについては後で説明します。
ステップ 1: VFD のパラメータメニューにアクセスする
当然のことのように聞こえるかもしれませんが、これまでに 100 馬力 VFD を使ったことがない場合、メニューは圧倒されるかもしれません。シンプルにしましょう。まず、ドライブの電源がオフになっており、ロックアウトされ、タグが付けられていないことを確認します。常に安全を第一に考えてください。例外はありません。
安全を確認したら、電源をオンにして、最初の起動画面が表示されるまで待ちます。ほとんどの最新の VFD (当社で販売しているものを含む) には、最初に「基本セットアップ」メニューがあり、次に「高度なパラメータ」メニューがあり、そこで加速と減速が表示されます。当社の 100 馬力三相ユニットの場合、通常は「ACCEL TIME」または「Ramp Up Time」というラベルの付いたパラメータに移動します。異なる動作モードに応じて「ACCEL 1」と「ACCEL 2」に分かれている場合もありますが、通常の使用では ACCEL 1 から始めてください。減速度は「DECEL TIME」または「ランプダウンタイム」となります。
待ってください。正確にボタンが押されたことを教えてくれませんか?各ブランドは異なり、古い 100 馬力モデルの一部でもメニューが若干異なります。ここでは、ドライブに付属のマニュアルがあなたの親友です。紛失した場合は、当社までご連絡ください (詳細は後ほど)。お送りするか、当社サイトのリソース セクションを確認してください。3相周波数駆動ドキュメント。マニュアルには、特定のユニットに応じたステップバイステップが記載されています。
ステップ 2: 初期時間設定を見積もる
次に、開始番号が必要です。推測するだけではなく、負荷タイプを使用して大まかに判断してください。軽くて慣性の低い負荷 (ファン、空のコンベア) の場合:
- 加速: 10 ～ 20 秒
- 減速: 5 ～ 10 秒
中負荷の場合 (材料を含むコンベヤ、ポンプ):
- 加速: 20 ～ 40 秒
- 減速: 10 ～ 20 秒
重くて高慣性負荷の場合 (ミキサー、クラッシャー、フルコンベア):
- 加速: 40 ～ 120 秒 (必要に応じてそれ以上)
- 減速: 20 ～ 60 秒 (場合によってはブレーキ抵抗器も)
これは簡単なテストです。加速に 30 秒、減速に 15 秒から始めて、そこから微調整します。始動時にドライブが過電流でトリップする場合は、加速に 5 ～ 10 秒を追加します。停止時に過電圧でトリップした場合は、減速に 5 ～ 10 秒を追加します。
ステップ 3: 加速時間を微調整する (ランプアップ)
これで、初期時刻が設定されました。では、テストしてみましょう。最初にモーターを空にして負荷をかけずに動作させ、どのような感触が得られるかを確認してください。スムーズに起動しますか？よろめかない？それでも過電流でトリップする場合は、それ以上クランキングするのをしばらく控えてください。実際に荷物が思ったより重いかどうかを確認してください。常に満杯のコンベヤの場合は、さらに時間がかかります。
もう 1 つのトリック: 一部の VFD では「加速カーブ」を調整できます。ほとんどのデフォルトは線形で、ほとんどの荷重に適していますが、一部の荷重では S 字カーブの加速が発生します。 S 字カーブはゆっくりと始まり、中間で速くなり、最後に遅くなります。壊れやすい素材を使用したコンベアや、滑りやすいベルトに接続されたモーターなど、急激なねじれに耐えられない荷物に最適です。そのオプションがある場合は、S カーブをオンにして、最初は穏やかな設定に設定します。 S字カーブが多すぎると、加速が遅すぎて時間を無駄にしてしまいます。
ショップからのプロのヒント: 先月、100 馬力のチラーを使用しているお客様から、コンプレッサーを始動するたびに VFD が作動するという電話がありました。加速は 10 秒に設定されていましたが、これは大きなチラー コンプレッサーには短すぎました。 45秒まで上げたところ、つまずかなくなりました。ダウンタイムや修理の必要はもうありません。このような調整により、調整にかかる時間を大幅に節約できます。
ステップ 4: 減速時間を調整する (ランプダウン)
減速も同様に重要ですが、あまり話題になっていません。モーターの速度を下げると、モーターのローターは回転し続けるため、モーターは発電機のように動作し、電力を VFD の DC バスに送り返します。速度を下げるのが速すぎると、電圧が急上昇し、過電圧保護が作動します。これは、反対側から見ると過電流と同じです。
軽い負荷の場合、減速は簡単です。おおよそ加速時間の半分に合わせるだけです。しかし、電源を切った後も数分間回転し続ける大型ファンなど、慣性の高い負荷がある場合は、減速時間だけでは十分に速く減速することはできません。そこでブレーキ抵抗器が登場します。ブレーキ抵抗器はモーターからの余分なエネルギーを消散するため、VFD は電圧スパイクを検出しません。 100 馬力のユニットの場合、減速時間を 30 秒未満にする必要がある場合、ほとんどの場合、ブレーキ抵抗器が必要になります。緊急停止がある場合、大きなミキサーが停止するまで 2 分間待ちたくありません。
もう 1 つの点: 一部のドライブには「コースト」設定があり、モーターの速度を落とさずに自由に回転させることができます。これは減速とは異なります。惰性走行は急停止が必要な場合に使用されますが、負荷がそれに耐えられる場合にのみ使用されます。ほとんどの産業用途では、ブレーキ抵抗器を使用した減速の方が優れています。
ステップ 5: 微調整とテスト
時間を設定したら、単に空の状態ではなく、負荷を取り付けた状態でモーターをテストします。開始、全速力で実行、停止というフルサイクルで実行します。故障に注意し、異常なノイズ (擦れる音、きしむ音) に耳を傾け、ベルトやその他の接続がずれていないか確認してください。スムーズに実行できれば素晴らしいです。それでも問題が解決しない場合は、再度調整し、加速または減速に 5 秒追加して、再度テストします。
永続的な変更を行う前に、一貫性が得られるまで待ちます。場合によっては、最初のテスト実行がまぐれである場合もあるので、確認するために数サイクル実行してください。また、センサーやフィードバック (速度エンコーダーなど) がある場合は、それも校正されていることを確認してください。実際にはセンサーの問題であるにもかかわらず、不良センサーにより VFD が加速/減速がオフであるかのように動作することがあります。
避けるべきよくある間違い
良い情報があっても手順をスキップするのは簡単なので、人々がいつも間違えていることを見てみましょう。
まず、ただ時間を最大まで上げないでください。時間が多ければ多いほど良いというわけではありません。負荷に 20 秒の加速しか必要ない場合、120 秒に設定すると、プロセス全体が必要以上に遅くなり、エネルギーと生産時間が無駄になります。スイートスポットを見つけてください。
次に、突入電流の制限を忘れないでください。 VFD には突入電流制限が組み込まれていますが、加速度の設定が短すぎるとそれが無効になる可能性があります。常に過電流でトリップする場合は、ドライブのマニュアルで最大許容突入電流を確認し、加速時間がその原因となるしきい値を超えていることを確認してください。
3 番目に、高慣性負荷のブレーキ抵抗器を無視します。ブレーキ抵抗器のない大型ファンに 100 馬力の VFD を使用しようとする顧客がいますが、なぜドライブがコンデンサを飛ばし続けるのか疑問に思っています。コンデンサはそれほど多くの回生電力を吸収することを目的としていません。ここではブレーキ抵抗器は交渉の余地がありません。
4 つ目は、設定を固定しないことです。一部の VFD ではパラメータをロックできるため、後で誤ってパラメータを変更することがなくなります。そうしなさい！メンテナンス技術者が来て加速時間を狂わせてしまったら、振り出しに戻ってしまいます。ほとんどのユニットには「パラメータ ロック」機能があり、通常は詳細メニューにあります。
助けを求めるとき (またはサイズをアップするとき)
これらの手順をすべて試しても問題が解決しない場合は、専門家の協力を得る時期が来たかもしれません。もしかしたら、実際の負荷はドライブの定格よりも重いかもしれません。100 馬力のドライブであっても、非常に重い産業用負荷には耐えられない可能性があります。あるいは、モーターベアリングの磨耗やベルトがきつすぎるなどの機械的な問題があり、負荷の始動が困難になっている可能性があります。
もう 1 つのこと: 新しいアプリケーションに 100 馬力 VFD を使用している場合は、それが適切に適合していることを確認してください。幅広いラインナップを取り揃えております3相周波数駆動オプションがあるため、荷物が標準よりも大きい場合は、そのために作られたユニットをご利用いただけます。小さすぎるドライブを無理に使用するのは意味がありません。最初から適切なドライブを購入するよりも修理費が高くなります。
まとめと開始方法
100 馬力 VFD の加速時間と減速時間を調整するのはロケット科学ではありませんが、少しの忍耐と負荷の把握が必要です。基本から始めます。メニューにアクセスし、予定時間を設定し、テストし、調整し、常に安全を優先します。そして、覚えておいてください。これを一人で解決する必要はありません。特定のユニットについて質問がある場合、マニュアルが必要な場合、または負荷に適したドライブがあることを確認したい場合は、当社のチームにお問い合わせください。当社は長年にわたり、小さなものからあらゆる種類の VFD ニーズに対応してきました。3馬力 VFD 3フェーズ100 馬力の大きな産業作業へのセットアップに最適です。
VFD の調整を誤ってダウンタイムや機器の損傷を引き起こさないようにしてください。 10 分かけてこれらの設定を調整すると、後で何時間も悩まされることがなくなります。 VFD を初めて使用する場合でも、熟練したプロでも、ランプ時間を適切に設定することは、システムをスムーズに実行し続けるための最も簡単な方法の 1 つです。
現在の VFD をアップグレードする準備ができている場合、またはアプリケーションに適したモデルを見つけるのにサポートが必要な場合は、当社のチームが質問や必要なカスタム ソリューションをお手伝いします。システムを最高のパフォーマンスで実行できるように協力していきましょう。
参考文献
- オートメーションダイレクト。 (nd)。可変周波数ドライブの設置および操作マニュアル: 100 馬力三相モデル。メーカーのリソース ライブラリから取得
- シュナイダーエレクトリック。 （2021年）。産業用負荷に対する VFD の加速と減速のベスト プラクティス。インダストリアルオートメーションジャーナル、Vol. 18、No.4、22–27ページ
- アレン・ブラッドリー。 (nd)。高性能周波数コンバータの製品ドキュメント。公式ブランド Web サイトのリソース セクションから取得
- モーター制御協会。 （2020年）。中圧ACモーターの突入電流軽減。テクニカルレポート #MC-2020-09