ⅰ 制定 昭和31.2.13
艦
船 用 交 流 電 動 機 通 則
改正 平成目 次
1. 適用範囲 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 1 2. 引用規格 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 1 3. 用語の定義 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 1 4. 性 能 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 2 4.1 電気的性能 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 2 4.1.1 定 格 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 2 4.1.2 特 性 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 2 4.1.3 起動トルク ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 2 4.1.4 最大トルク ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 2 4.1.5 超過トルク耐力 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 2 4.1.6 電圧変化 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 3 4.1.7 周波数変化 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 3 4.1.8 無負荷電流の不平衡 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 3 4.1.9 絶縁の種類 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 3 4.1.10 温度上昇 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 3 4.2 機械的性能 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 3 4.2.1 過速度耐力 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 3 4.2.2 振 動 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 3 4.3 騒 音 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 3 4.4 耐振性・耐衝撃性 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 3 5. 構 造 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 3 5.1 枠番号 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 3 5.2 外被の保護形式 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 3 5.3 一次巻線(固定子巻線) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 3 5.4 端子記号 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 3 5.5 端子箱の位置 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 4 6. 部品・材料及び加工方法 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 4 7. 試験方法 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 4 7.1 特性試験 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 4F 8 3 0 2 D
改正 制定 昭和 38.10.29 平 成 16.5.27ⅱ 7.2 超過トルク試験 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 4 8. 表 示 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 4 付属書 三相誘導電動機の円線図法による特性算定方法 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 13 1. 適用範囲 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 13 2. 円線図法による特性算定方法 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 13 2.1 円線図法の種類 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 13 2.2 基本量の算定 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 14 2.3 円線図法 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 17 2.4 円線図法計算法 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 20 3. 起動電流及び起動トルクの算定方法 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 23 3.1 起動電流の算定方法 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 23 3.2 起動装置を用いる場合の電源側の起動電流の算定方法 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 24 3.3 起動トルクの算定方法 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 24 解 説 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 27 参 考 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 35
制定 昭和31.2.13
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船 用 交 流 電 動 機 通 則
改正 平成 1. 適用範囲 この規格は,艦船に使用する三相かご形誘導電動機(以下,電動機という。)に共 通する事項について規定する。 2. 引用規格 次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の一部を構成 する。これらの引用規格は,その最新版を適用する。 JIS C 4003 電気絶縁の耐熱クラス及び耐熱性評価 JIS C 4034-1 回転電気機械−第1部:定格及び特性 JIS C 4210 一般用低圧三相かご形誘導電動機 NDS F 8001 艦船用電気機器通則 NDS F 8002 艦船用電気機器試験方法 NDS F 8014 艦船用電気機器銘板 NDS F 8018 艦船用回転電気機械通則 NDS F 8312 艦船電動機用玉軸受 3. 用語の定義 この規格で用いる主な用語の定義は,次による。 a) 誘導電動機 固定子及び回転子に互いに独立した巻線を有し,一方の巻線が他方の巻線から 電磁誘導作用によってエネルギーを受けて動作する電動機をいう。 b) 固 定 子 電源側に接続された一次巻線をもつ電動機の主要静止部分をいう。 c) 回転子 かご形の二次巻線をもつ電動機の回転部分をいう。 なお,かご形には,普通かご形と起動電流を制限し,または起動トルクを大きくするため に二次巻線を特殊な構造とした特殊かご形がある。更に,起動トルクの値により,特殊かご 形に 1 種と 2 種との区別がある。 d) 滑り 同期速度と回転子速度との差の同期速度に対する比をいい,通常百分率で表す。 e) 起動電流 定格電圧及び定格周波数の下で,電動機の回転子が回転しようとするとき,一次 巻線に流入する電流をいう。起動電流は,線電流で表し,原則として拘束試験の結果から算 定する。 f ) 全負荷トルク 定格回転速度の下で,定格出力を発生するときのトルクをいう。 g) 起動トルク 定格電圧及び定格周波数の下で,起動するとき,軸端において発生するトルク (発生トルクから摩擦トルクを差し引いたもの)をいい,全負荷トルクに対する百分率で表 す。 h) 最大トルク 定格電圧及び定格周波数の下で,軸端において発生し得るトルクの最大値をいF 8 3 0 2 D
改正 制定 昭和 38.10. 29 平 成 16.5.27い,全負荷トルクに対する百分率で表す。 i ) スターデルタ起動 起動電流を制限するため,一次巻線を星形接続(スター接続)して起動 し,ほぼ定格回転速度に達したとき三角接続(デルタ接続)にする起動方法をいう。 j ) 実用上支障がない 寿命を著しく短縮する状態に至らないことをいい,特性,温度上昇など は,定格状態の規定値に必ずしも従わなくてもよい。 4. 性 能 4.1 電気的性能 4.1.1 定 格 電動機の定格は,甲板補機用電動機などを除き,次のとおりとする。 a) 定格電圧(V) 440 b) 定格 周波数( Hz) 60 c) 定格出力 定格出力は,原則として表 1 による。 表1 定格出力 単位 kW 定 格 出 力 普通かご形 特殊かご形 1 種,2 種 0.4,0.75 ,1.5 ,2.2,3.7 5.5,7.5 ,11 ,15 ,18.5 ,22 ,26 ,30 ,33 ,37 ,45 ,55 ,75 備考 特殊かご形2種は,大きい起動トルクを必要とするものに用いる。 d) 定格の種類 連続定格 4.1.2 特 性 電動機の特性は,7.1 によって試験したとき,その値は原則として付表 1 に適合し なければならない。 4.1.3 起動トルク 電動機の起動トルクは,7.1 によって試験 したとき,その値は原則として表 2 に適合しなければならない。 表2 起動トルク 回転子の種類 起動トルク (%) 普通かご形 125 以上 1 種 100 以上 特殊かご形 2 種 150 以上 4.1.4 最大トルク 電動機の最大トルクは,7.1 によって試験したとき,その値は原則として 160%以上とする。 4.1.5 超過トルク耐力 電動機は原則として,7.2 によって試験したとき,全負荷トルクに対し て表 3 の値に耐えなければならない。
表 3 超過トルク耐力 種 類 超過トルク (%) 時間 (s ) 一般の電動機 160 15 150 60 最 大 ト ル ク 200 % 以 上 を指定された電動機 200 15 4.1.6 電圧変化 電動機は,起動特性又は最大トルクについて特別に要求のあるものを除き,定 格周波数の下で,端子電圧が定格値の 90 ∼106 %にわたって変化しても,定格出力で使用して, 実用上支障があってはならない。また,一時的に 80 %に降下してもストールしてはならない。 4.1.7 周 波数変化 電動機は,定格電圧の下で,電源周波数が定格値の 95∼105%にわたって変 化しても定格出力で使用して,実用上支障があってはならない。 4.1.8 無負荷電流の不平衡 電動機の各相の無負荷電流とその平均値との差は,平均値 の±5% を超えてはならない。 4.1.9 絶縁の種類 絶縁の種類は JIS C 4003 の B 又は F に相当する B 種又は F 種とする。 4.1.10 温 度 上昇 温度上昇は,JIS C 4034-1 の温度測定方法及び NDS F 8002 の温度試験によ って試験したとき,付表 2 の値を超えてはならない。 なお,かご形巻線の温度上昇は,制限しない。 4.2 機械的性能 4.2.1 過速度耐力 電動機は,無負荷の下で,同期速度の 125%の回転速度に 2 分間耐えなけれ ばならない。 4.2.2 振 動 電動機の振動は,NDS F 8018 の回転機の振動による。 4.3 騒 音 電動機の騒音は NDS F 8018 の騒音による。 4.4 耐振性・耐衝撃性 電動機は,NDS F 8001 の振動・衝撃及び耐衝撃強度に規定する振動, 衝撃に耐えなければならない。 なお,耐衝撃適性階級は,鋼船に対しては HI1A ,木船に対しては HI1B とする。 5. 構 造 構造は,NDS F 8018 の材料及び加工方法 によるほか,次のとおりとする。 5.1 枠番号 電動機の大きさは,枠番号を用いて表し,定格出力に対する枠番号は,原則として 付表 3 による。 5.2 外被の保護形式 電動機の外被の保護形式は,防滴形,防まつ形又は防水形 A とし,原則と して 7.5kW 以下のものは防まつ形(外扇付),7.5kW を超えるものは防 滴形とする。 5.3 一次巻線(固定子巻線) スターデルタ起動を必要とする電動機の一次巻線は,スターデル タの接続変換ができるように各相の巻線端を端子箱に導入しておく。 5.4 端子記号 端子記号は,一次巻線とその相互間及び電源との接続方法を示すもので,原則と して電源との接続は,一次巻線の両端を端子箱内に導入し,電源の第一相 R を U 端子に,第二相 S を V 端子に,第三相 T を W 端子に接続する。
なお,端子記号の詳細を付図 に示す。 5.5 端子箱の位置 横形電動機の端子箱の位置は,原則として連結側から見て左側斜め上部とす る。 6. 部品・材料及び加工方法 部品,材料及び加工方法は,NDS F 8001 の部品及び NDS F 8018 の材料及び加工方法によるほか,次のとおりとする。 a) 軸受は,原則として NDS F 8312 によるものとし,特に指定された電動機には 1 種を,これ 以外のものには 2 種又は同等以上の性能を有する ものを用いる。 b) 1 種の玉軸受を用いる電動機の軸受まわり及びブラケットまわりの仕上精度は,玉軸受の精 度を損なわないよう考慮する。 7. 試験方法 試験方法は,NDS F 8002 によるほか,次のとおりとする。 7.1 特性試験 特性試験は,JIS C 4210 の抵抗測定,拘束試験及び無負荷試験によって測定し, 附属書によって電動機の特性を算定する。 なお,測定は,必要に応じ実負荷法などの方法によっても差し支えない。 7.2 超過トルク試験 超過トルク試験は,電動機を定格電圧及び定格周波数の下で運転し,ダイ ナモメータなどによって規定のトルクを規定時間加える。 8. 表 示 電動機の表示は,表面の見やすい位置に,NDS F 8014 の銘板を取り付ける。
付表 1-1 電動機の特性(普通かご形) 定格出力 (kW ) 極 数 効率 (η) % 力率 (Pf ) % 起動電流 (Ist ) (各相の平均値) A 全負荷電流 (I ) (各相の平均値) A 全負荷滑り (S ) % 0.4 70.0 77.5 7 0.9 8.0 以下 0.75 74.0 80.5 12 1.6 7.0 以下 1.5 78.0 83.0 22 2.9 6.5 以下 2.2 79.5 84.0 33 4.1 6.0 以下 3.7 2 82.0 85.0 52 6.8 5.5 以下 0.4 71.5 66.5 6 1.0 8.5 以下 0.75 75.0 73.0 10 1.7 7.5 以下 1.5 78.5 77.0 19 3.1 7.0 以下 2.2 80.5 79.0 27 4.3 6.5 以下 3.7 4 82.5 80.0 44 6.8 6.0 以下 0.4 70.5 59.0 6 1.2 9.5 以下 0.75 74.0 66.5 11 1.9 8.0 以下 1.5 78.0 71.5 20 3.4 7.5 以下 2.2 79.5 73.5 30 4.5 6.5 以下 3.7 6 82.0 75.5 48 7.3 6.0 以下 0.75 71.5 61.5 12 2.1 9.0 以下 1.5 76.0 68.0 21 3.6 7.5 以下 2.2 78.0 71.0 30 5.0 7.0 以下 3.7 8 80.0 74.5 45 7.7 6.5 以下 備考 1. この表は,基準周囲温度の限度 40℃の場合である。 2. 効率及び力率は,この表に示す値以上とし,その裕度は NDS F 8018 の裕度 による。 3. 起動電流及び全負荷電流は,参考値を示す。
付表 1-2 電動機の特性(特殊かご形1種) 定格出力 (kW ) 極 数 効率 (η) % 力率 (Pf ) % 起動電流 (Ist ) (各相の平均値) A 全負荷電流 (I ) (各相の平均値) A 全負荷滑り (S ) % 5.5 83.0 82.5 75 10 5.5 以下 7.5 84.0 83.5 100 13 5.5 以下 11 85.0 85.0 135 19 5.0 以下 15 86.0 85.5 175 25 5.0 以下 18.5 86.5 86.0 220 32 5.0 以下 22 87.0 86.5 260 36 4.5 以下 26 87.0 86.5 305 43 4.5 以下 30 87.5 87.0 345 49 4.5 以下 33 87.5 87.0 380 54 4.5 以下 37 88.0 87.5 425 60 4.5 以下 45 88.0 87.5 515 73 4.5 以下 55 88.0 87.5 630 90 4.5 以下 75 2 88.0 87.5 860 125 4.5 以下 5.5 84.0 80.5 65 10 5.5 以下 7.5 84.5 81.5 85 14 5.5 以下 11 85.5 83.0 115 20 5.5 以下 15 86.0 83.5 150 26 5.0 以下 18.5 86.5 84.0 185 33 5.0 以下 22 87.0 84.5 220 37 5.0 以下 26 87.0 84.5 255 44 5.0 以下 30 87.5 85.0 290 50 5.0 以下 33 87.5 85.0 320 56 5.0 以下 37 88.0 85.5 360 61 5.0 以下 45 88.0 85.5 435 74 5.0 以下 55 88.5 86.0 535 90 5.0 以下 75 4 88.5 86.0 730 123 5.0 以下 備考 1. この表は,基準周囲温度の限度 40℃の場合である。 2. 効率及び力率は,この表に示す値以上とし,その裕度は NDS F 8018 の裕度 による。 3. 起動電流及び全負荷電流は,参考値を示す。
付表 1-2 (続き) 定格出力 (kW ) 極 数 効率 (η) % 力率 (Pf ) % 起動電流 (Ist ) (各相の平均値) A 全負荷電流 (I ) (各相の平均値) A 全負荷滑り (S ) % 5.5 83.0 77.0 60 11 5.5 以下 7.5 84.0 78.0 80 14 5.5 以下 11 85.0 79.5 115 20 5.5 以下 15 85.5 80.5 150 27 5.5 以下 18.5 86.0 81.5 185 34 5.0 以下 22 86.5 82.0 220 39 5.0 以下 26 86.5 82.0 260 45 5.0 以下 30 87.0 82.5 295 52 5.0 以下 33 87.0 82.5 325 57 5.0 以下 37 87.5 83.0 365 64 5.0 以下 45 88.0 83.0 445 77 5.0 以下 55 88.5 83.5 540 93 5.0 以下 75 6 88.5 83.5 740 126 5.0 以下 5.5 82.5 74.5 65 11 5.0 以下 7.5 83.5 75.5 85 15 5.5 以下 11 84.5 77.0 120 21 5.5 以下 15 85.0 78.0 160 28 5.5 以下 18.5 85.5 79.0 200 35 5.5 以下 22 86.0 79.5 230 40 5.0 以下 26 86.0 79.5 270 47 5.0 以下 30 87.0 80.0 310 54 5.0 以下 33 87.0 80.0 340 59 5.0 以下 37 87.5 80.5 380 65 5.0 以下 45 88.0 81.0 460 79 5.0 以下 55 88.5 81.5 565 96 5.0 以下 75 8 88.5 81.5 770 129 5.0 以下 備考 1. この表は,基準周囲温度の限度 40℃の場合である。 2. 効率及び力率は,この表に示す値以上とし,その裕度は NDS F 8018 の裕度 による。 3. 起動電流及び全負荷電流は,参考値を示す。
付表 1-3 電動機の特性(特殊かご形2種) 定格出力 (kW ) 極 数 効率 (η) % 力率 (Pf ) % 起動電流 (Ist ) (各相の平均値) A 全負荷電流 (I ) (各相の平均値) A 全負荷滑り (S ) % 5.5 82.5 78.5 75 10 5.5 以下 7.5 83.5 79.5 95 14 5.5 以下 11 84.5 81.5 125 20 5.5 以下 15 85.5 82.0 170 27 5.0 以下 18.5 86.0 82.5 205 34 5.0 以下 22 86.5 83.0 245 38 5.0 以下 26 86.5 83.0 280 45 5.0 以下 30 87.0 83.5 320 51 5.0 以下 33 87.0 83.5 355 57 5.0 以下 37 87.5 84.0 400 63 5.0 以下 45 87.5 84.0 485 76 5.0 以下 55 88.0 84.5 590 93 5.0 以下 75 4 88.0 84.5 810 125 5.0 以下 5.5 82.0 73.5 70 11 5.5 以下 7.5 83.0 74.5 95 15 5.5 以下 11 84.0 77.0 130 21 5.5 以下 15 85.0 78.0 175 28 5.5 以下 18.5 85.5 78.5 215 35 5.0 以下 22 86.0 79.0 250 40 5.0 以下 26 86.0 79.5 290 47 5.0 以下 30 86.5 80.0 330 54 5.0 以下 33 86.5 80.0 365 60 5.0 以下 37 87.0 80.5 410 66 5.0 以下 45 87.5 81.0 500 80 5.0 以下 55 88.0 81.5 610 96 5.0 以下 75 6 88.0 81.5 830 130 5.0 以下 備考 1. この表は,基準周囲温度の限度 40℃の場合である。 2. 効率及び力率は,この表に示す値以上とし,その裕度は NDS F 8018 の裕度 による。 3. 起動電流及び全負荷電流は,参考値を示す。
付表 1-3 (続き) 定格出力 (kW ) 極 数 効率 (η) % 力率 (Pf ) % 起動電流 (Ist ) (各相の平均値) A 全負荷電流 (I ) (各相の平均値) A 全負荷滑り (S ) % 5.5 81.0 72.0 75 12 5.0 以下 7.5 82.0 73.5 100 15 5.5 以下 11 83.5 75.5 145 22 5.5 以下 15 84.0 76.5 185 29 5.5 以下 18.5 85.0 77.0 220 36 5.5 以下 22 85.5 77.5 260 41 5.0 以下 26 85.5 77.5 300 48 5.0 以下 30 86.5 78.5 345 55 5.0 以下 33 86.5 78.5 380 61 5.0 以下 37 87.0 79.0 430 67 5.0 以下 45 87.5 79.5 520 81 5.0 以下 55 88.0 80.0 640 98 5.0 以下 75 8 88.0 80.0 870 132 5.0 以下 備考 1. この表は,基準周囲温度の限度 40℃の場合である。 2. 効率及び力率は,この表に示す値以上とし,その裕度は NDS F 8018 の裕度 による。 3. 起動電流及び全負荷電流は,参考値を示す。
付表 2 温度上昇限度 単位 K 絶縁の種類 B 種 F 種 部 分 測定方法 温 度 計 法 抵 抗 法 温 込 度 計 法 温 度 計 法 抵 抗 法 温 込 度 計 法 一次巻線 (固定子巻線) *70 80 80 *85 100 100 鉄 心 そ の 他 の 機 械 的 部 分 で 絶 縁した巻線と近接した部分 80 − − 100 − − 絶縁されない短絡巻線,鉄心 そ の 他 の 機 械 的 部 分 で 絶 縁 し た巻線に近接しない部分 機械的に支障がなく,付近の絶縁物に 損傷を起さない温度とする。 軸 受 55 外線接続用端子 65 備考 1. この表は,基準周囲温度の限度 40℃の場合を示す。基準周囲温度 50℃の 場合はこの表の値から 10K を減じる。 2. 外被の保護形式が防まつ形(外扇付)及び防水形 A の電動機の場合は,* 印の値より温度上昇限度が 5K 高くなっても差し支えない。
付表 3 単速度かご形電動機の枠番号 枠 番 号 定 格 出 力 (kW ) 2 極 4 極 6 極 8 極 0.4 910 910 910 1111 0.75 910 910 1111 1114 1.5 1111 1111 1114 1314 2.2 1114 1114 1314 1318 3.7 1314 1314 1318 1621 5.5 1318 1318 1621 1625 7.5 1621 1621 1625 1824 11 1625 1625 1824 1828 15 1824 1824 1828 2031 18.5 1828 1828 2031 2232 22 1828 1828 2232 2236 26 2031 2031 2236 2536 30 2031 2031 2236 2536 33 2232 2232 2536 2540 37 2232 2232 2536 2540 45 2536 2536 2840 2845 55 2540 2540 2845 3245 75 2840 2840 3245 3250 備考 1. この表は,基準周囲温度の限度 40℃のものに適用する。
付図 電動機の端子記号 a) 極数変換以外の例 W2 単一星形巻線 2段速度 単一三角巻線 2段速度(その2) R U2 S V2 T W2 V2 U2 U1 V1 W2 W1 低 速 高 速 R S T U1 V1 W1 U2 V2 U2 V2 W2 W1 V1 U1 W1 R U1 S V1 T W1 低 速 高 速 R S T U2 V2W2 U1V1 W2 二重巻線 3段速度(その1) R U2 S V2 T W2 高 速 中 速 R S T U3V3W3 U2V2 R U1 S V1 T W1 低 速 W1 V1 U1 U2 V 3 W2 W3 V2 U3 W3 二重巻線 3段速度(その2) R U2 S V2 T W2 高 速 中 速 R S T U1V1W1 U3V3 R U3 S V3 T W3 低 速 W1 U2 W2 V2 W3 V3 U3 V1 U1 W1 二重巻線 3段速度(その3) R U3 S V3 T W3 高 速 中 速 R S T U2V2W2 U1V1 R U1 S V1 T W1 低 速 W3 V3 U3 U2 W2 V2 W1 V1 U1 二重星形巻線2段速度 低 速 高 速 R U1 S V1 T W1 R U2 S V2 T W2 W1 V1 U1 W2 V2 U2 単一三角巻線 2段速度(その1) V1 U2 U1 V2 W1 W2 R U1 S V1 T W1 低 速 U1 高 速 R S T U2 V2 W2 V1 W1 単一星形巻線 単一三角巻線 W R S T U V W R S T U V 正回転 逆回転 スターデルタ起動形 W X U Y V Z X Z Y R U S V T W Y Z X R U S V T W V U W U W V b) 極数変換の例
附
附 属 書 三 相 誘 導 電 動 機 の
円 線 図 法 に よ る 特 性 算 定 方 法
1. 適用範囲 この規格は,三相誘導電動機の特性算定法のうち,次に示すものを規定する。 1.1 円線図法による特性算定方法 1.2 起動電流及び起動トルクの算定方法 2. 円線図法による特性算定方法 三相誘導電動機の運転時の特性は,円線図法によって算定する。 2.1 円線図法の種類 この規格で規定する円線図法の種類は,次のとおりである。 a) L形円線図法 b) 特殊L形円線図法 c) T形円線図法 d) 特殊T形円線図法 円線図法とは,多相誘導機の一相が図 1 又は図 2 の等価回路で表される場合に,複素平面上におけ る一次電流の軌跡が滑りs の変化に対して円となることを利用して特性を求める方法である。 ここに,図は星形換算の一相分であり,記号の意味は,次のとおりである。 V :一次星形相電圧 r1 :一次抵抗 I1 :一次電流 r2 :二次抵抗(一次換算値) I2 :二次電流(一次換算値) x1 :一次漏れリアクタンス In :無負荷時の励磁電流 x2 :二次漏れリアクタンス(一次換算値) IM :励磁電流 rM :鉄損抵抗 s :滑り xM :励磁リアクタンス 図1 L形等価回路 図2 T形等価回路 図 1 の等価回路を基礎とする円線図法をL形円線図法といい,図 2 の等価回路を基礎とする円線図 V I M 1-s s r2 I1 I2 rM xM r1 x1 r2 x2 V I n rn =r1 +rM xn =x1 +x 1-s s r2 I1 I2 r1 x1 r2 x2附 法をT形円線図法という。原 則として,3.7kW 以下のものにあってはT形円線図法,5.5kW 以上のもの については特殊L形円線図法を用いる。 特殊かご形誘導機又は特殊かご形効果をもつ誘導機の場合は,図 1 及び図 2 中のr2及びx2は滑りs の関数となるが,無負荷から最大トルク付近までの限られた滑りの範囲では r2及び x2を一定とみなし て実用上十分な正確さで特性算定を行うことができる。この場合の円線図法をそれぞれ特殊L形円線 図法及び特殊T形円線図法という。 二重かご形,深溝かご形などの特殊回転子構造のかご形誘導機,中容量の二極の巻線形誘導機,大 容量巻線形誘導機,二次巻線端に磁性体の保持環をもつ誘導機及び塊状回転子形 誘導機の特性を円線 図法によって算定するときは,特殊円線図法による。 2.2 基本量の算定 図 1 又は図 2 の等価回路に基づいて円線図法による特性算定を行うために次の 基本量を求める。 a) 一次巻線抵抗 基準巻線温度における一次巻線の一相の抵抗(星形換算値)は,次のようにして 定める。
t
T
R
r
+
+
⋅
=
235
235
2
1 1 (Ω) ここに, R1 :各端子間で測定した一次巻線抵抗の平均値(O) t:抵抗測定時の巻線温度(℃) T :基準巻線温度(℃) A,E,B 種絶縁の場合 T = 75℃ F,H 種絶縁の場合 T =115℃ 備考 基準巻線温度を定める巻線の絶縁の種類は,温度上昇限度を適用する際の絶縁の種類で あって,巻線の実際の絶縁の種類であるとは限らない。例えば,巻線にF 種絶縁が施し てあっても,温度上昇限度に関してはB 種絶縁とみなす場合には,基準巻線温度に関し ても,巻線の絶縁の種類は,B 種とみなす。 b) 無負荷電流の有効分及び無効分 定格周波数の定格電圧における無負荷試験において,定格電圧 をV1 ,無負荷電流をI0 ,入力をW0として I0 の有効分 1 0 03V
W
I
w=
I0 の無効分I
0l=
I
02−
I
0w2 を求める。 備考 無負荷電流I0は,無負荷時の励磁電流(図1 のIn )と無負荷時の二次電流とからなる電 流である。 c) 基準巻線温度における拘束電流の有効分及び無効分 定格周波数において拘束試験を行い,定格 電流又はそれに近い一時電流IS' が流れたときの印加電圧を VS' ,入力を WS' として附 一相の等価インピーダンス ' I ' V ' Z S S S 3 = ZS' の抵抗分 2 S S S ' I ' W ' R 3 = ZS' のリアクタンス分 2 S 2 S S' Z ' R ' X = − 一次漏れリアクタンス 2 ' X x S 1 = を求める。 1) 普通かご形,小容量巻線形及び中容量多極巻線形機の場合 基準巻線温度における拘束インピ ーダンスZ を次のように求める。 R =RS' (A,E,B 種絶縁の場合) =1.13RS' (F,H 種絶縁の場合) 2 2 S X R Z ' X X + = = このインピーダンスに対応する全電圧拘束電流ISは Z V I 1 S 3 = ISの有効分 Z R I ISw = S ISの無効分 Z X I ISl = S 備考 A,E,B 種絶縁の場合には,Z =ZS' であるから次のように計算を行ってもよい。 ' V V ' I I S 1 S S = , 2 S 1 S S V ' V ' W W = 2 S 1 S 1 S Sw ' V V ' W V W I 3 3 = ⋅ = 2 Sw 2 S S I I I l = − 2) 特殊回転子構造のかご形,中容量二極巻線形,大容量巻線形機などの場合 これらの機種に対 しては,定格周波数 における拘束試験のほかに定格の の周波数においても拘束試験を行い, 後者の試験において定格電流又はそれに近い一次電流IS'' が流れたときの印加電圧を VS'',入力 をWS'' として次の計算を行う。 '' I '' V '' Z S S S 3 = , 2 S S S '' I '' W '' R 3 = 2 S 2 S S'' Z '' R '' X = − RS',RS'',XS' 及び XS'' から図 3 の作図によって,又は下式によって RS''',XS''' を求める。 1 2
附 図3 ' X '' X '' ' X ' R '' R '' ' R S S S S S S 0.12 0.64 0.6 1.6 − = − = 基準巻線温度における拘束インピーダンスZ を次のように求める。 '' ' R R = S (A,E,B 種絶縁の場合) '' ' RS 1.13 = (F,H 種絶縁の場合) ' X '' X '' ' X X = 5 S =3.2 S −0.6 S 2 2 X R Z = + このインピーダンスに対応する全電圧拘束電流ISは, Z V I 1 S 3 = ISの有効分 Z R I ISw = S ISの無効分 Z X I ISl = S ただし,バー挿入式回転子をもつ特殊回転子構造のかご形電動機であって, '' R ' R ' X '' X h S S S S − − 2 = によって与えられるh を計算したとき,h>1 である場合には,次の方法によって基準巻線温 度における拘束インピーダンスZ を求め,それを用いて上記の ISw及びIS? を 定 め る こ と が 望ましい。 3 1 h2 m= +
(
R ' R '')
m '' R R = S − S − S (A,E,B 種絶縁の場合)(
)
[
RS''−mRS'−RS'']
=1.13 (F,H 種絶縁の場合)(
X '' X ')
m '' X X = 2 S + 2 S − S 2 2 X R Z = + 備考 中容量二極巻線形機であっても,特殊かご形効果を無視できる機械の場合は2.2 c) R 及 び X f 5XS''' f 2XS'' f XS' f RS' RS'' RS''' f 5 2 f f附 1)によってよい。
2.3 円線図 法 基本量を用い,円の直径が20cm 以上となるように,適当な寸法を使って,次のよう に作図して特性を求める。
a) L形及び特殊L形円線図の作図法 図 4 において原点O から垂直線を立て,その上に ON' =I0W及
びOS' =ISwをとる。N' 及び S' からそれぞれ水平線を引き,その上に N' N=I0? 及びS' S=IS? をと
る。S から N' N の延長線上に垂直線 SU を下ろす。N と S を結び,その垂直二等分線を引き,NU
との交点をC とする。中心を C,半径を CN とする円を描く(この円は,S を通過する。)。
NS=I2S の大きさを測り,SU 上に T 点を TU= 2 1 1 S 2 r /V I 3 となるように定め,T,N を結ぶ。 SN を左下方に延長して原点 O から引いた水平線との交点を D とする。D 点及び N 点からそれぞ れ垂直線DF' 及び NG' を立てる。DF' と S' S の交点を F とする。S を通り NT と平行に引いた直 線とNG' との交点を G とする。 円の中心C から NS 及び NT に垂線を下ろし,その延長が円周と交わる点をそれぞれ Pm及びPT とする。Pm及びPTから垂直線PmQm及びPTQTを下ろす(Qmは,NS 上,QTは,NT 上の点である。)。 出力P(W)に対する特性を求めるには I =P /
(
3V1)
を計算し,DF' 上に DH=I となるように H 点を定め,H から NS に平行線を引き,円弧との交点 をP とする(第1の交点をとる。)。 P から水平線を引き,OS' との交点を P' とする。 また,P を O,D,N に結び,DP の延長と FS との交点を Y とし,NP の延長と GS との交点を R とする。 また,P から垂直線を下ろし,NT との交点を Q とする。 図4 L形円線図 b) L形及び特殊L形円線図による特性決定 1) 出力 P(W)に対する特性 一次電流 I1 =OP(A) Pm R Y S' F' F G' PT S T U C QT Qm Q N O D N' P' P G H Q0 P0附 力率 100 OP OP × = ' pf (%) 効率 100 FS FY 1 × − = η (%) 滑り 100 GS GR × = S (%) トルク S 1 n V PQ 3 9.55 = τ (N・m) ここに,nS :同期速度(rpm) 2) 最大出力 m mQ P 3 1 max V P = (W) 3) 最大トルク S 1 max n V PTQT 3 9.55 = τ (N・m) ここで同様に定格出力 P0におけるトルク(全負荷トルク)τ0を求め,τmax (%)を算出する。 τmax(%) 100 m) N m) N × ⋅ ⋅ = ( ( 0 max t t 基本量の算定において,h の値を用いて拘束インピーダンスを求めた電動機の場合,最大トル クは,試験設備の容量が十分な場合には,定格電流のほぼ2 倍の一次電流における,定格周波 数及び定格の の周波数の拘束試験の結果を用いた円線図法によって算定することが望ましい。 c) T形及び特殊T形円線図の作図法 図 5 において原点O から垂線を立て,その上に ON' =I0w及び
OS' =ISwをとる。N' 及び S' からそれぞれ水平線を引き,その上に N' N=I0? 及びS' S=IS? をとる
(N' N の延長を NN'' とする。)。 N と O 及び S を相互に結ぶ。OS' 線上にV1 / 3に等しくOV をとり,V から左下方に ON に平 行線を引き,その上にVV' =I0r1をとる。V'から下向きに ON に垂直に V' V'' を引き,その上に V' V'' =I0x1をとる。V'' を O に結び∠VOV'' をμとする。N を通り NN'' に対し 2μの角度の直線 NA を引く。S から NA に垂線 SU を下ろす。 NS の垂直二等分線を引き,NU との交点を C とする。中心を C,半径を CN とする円を描く(こ の円は,S を通過する。)。 SU 上に T 点を下式によって定める。 ST
(
)
1 1 2 0 2 S w 0 Sw V r I I I I − − − 3 = T,N を結ぶ。 SN を左下方に延長して原点 O から引いた水平線との交点を D とする。 D 点及び N 点から NU に垂直に直線 DF' 及び NG' を引く。 1 2また,S から NU に平行線を引き,直線 DF' との交点を F' とする。S' S 上に SF=SF' のように F 点を定める。S を通り NT に平行に引いた直線と NG' との交点を G とする。 円の中心C から NS 及び NT に垂線を下ろし,その延長が円周と交わる点をそれぞれ Pm及びPT とする。Pm及びPTからNU に向かって垂線 PmQm及びPTQTを下ろす(QmはNS 上,QTはNT 上 の点とする。)。 出力P(W)に対する特性を求めるには
( )
V1 / P I = 3 を計算し,DF' 上に DH=I のように H 点を定める。H から NS に平行線を引き,円弧との交点を P とする(第1の交点をとる。)。 P から水平線を引き,OS'との交点を P'とする。 また,P を O,D,N に結び,DP の延長と FS との交点を Y とし,NP の延長と GS の交点を R とする。 P から NU に下ろした垂線と NT との交点を Q とする。 図5 T形円線図 d) T形及び特殊T形円線図による特性決定 1) 出力 P(W)に対する特性 一次電流 I1 =OP(A) 力率 100 OP OP × = ' pf (%) 効率 100 FS FY 1 × − = η (%) 滑り 100 GS GR× = S (%) Qm P O D Q Pm V S' F V' V'' F'G' R Y G μ P' H N N' PT QT C U T S 2μ N'' A Q0 Q0 P0トルク S 1 n V 1.027 PQ 3 9.55 = τ (N・m) ここに,nS :同期速度(rpm) 2) 最大出力 m mQ P 3 1 max V P = (W) 3) 最大トルク S 1 max n V PTQT 3 9.55 = τ (N・m) ここで同様に定格出力 P0におけるトルク(全負荷トルク)τ0を求め, τmax (%)を算出する。 τmax(%) 100 m N m N × ⋅ ⋅ = ) ( τ ) ( τ 0 max 基本量の算定において,h の値を用いて拘束インピーダンスを求めた電動機の場合,最大トルク は,試験設備の容量が十分な場合には,定格電流のほぼ2 倍の一次電流における,定格周波数及 び定格の の周波数の拘束試験の結果を用いた円線図法によって算定することが望ましい。 2.4 円線図法計算法 作図を用いないで特性の計算をするには,次の方法による。 a) L形円線図の場合 SU=k=ISw −I0w NU=q =ISl−I0l NC(半径) + = = q k q 2 2 1 ρ NS 2 2 S 2 q k I = + = tanα= kq からα,cosα,sinα,tan 2 α を求める。 TU
(
2 2)
1 1 1 q k V r k = + = 3 1 1 2 S 2 V r I 3 ≡ を求める。 ST=k2 =k −k1 tanβ 1 k q = からβ,tan 2 β を求める。 1) 任意の出力 P(W)に対する特性 1 V P I 3 = 1 2 8α α α ρ cos 2 cos sin I I I a= − ≡ 2S − 2 2 2 2 2 I a a I I a a b − + ≡ − − = α α sin cos , b b b b1 = 2 = k k b c 2 1 2 = ×
I
c
t
=
2+
I b I I1w = 0w + 1 + 2 0 1 I b I l = l+ 一次電流 2 1 2 w 1 1 I I I = + l (A) 力率 = ×100 1 w 1 I I pf (%) 効率 = ×100 w 1 I I η (%) 滑り = ×100 t c2 S (%) トルク S 1 n t V 3 9.55 = τ (N・m) 2) 最大出力 2 tan 3 1ρ α max V P = (W) 3) 最大トルク S 1 max n V = 2 tan 3 9.55 β ρ τ (N・m) ここで同様に定格出力 P0におけるトルク(全負荷トルク)τ0を求め,τmax (%)を算出する。 τmax(%) 100 m N m N × ⋅ ⋅ = ) ( τ ) ( τ 0 max 最 大 ト ル ク 時 の 滑 り , 一 次 電 流 な ど を 求 め る 場 合 に は , b=a− a2 −I2 の 代 わ り に 2 2 I a a b = + − を用いて上記の計算を行う。 基本量の算定において,h の値を用いて拘束インピーダンスを求めた電動機の場合,最大トルク は,試験設備の容量が十分な場合には,定格電流のほぼ2 倍の一次電流における,定格周波数及 び定格の の周波数の拘束試験の結果を用いた円線図計算法によって算定することが望ましい。 1 2b) T形円線図の場合 w 0 Sw I I k = − l l 0 S I I q = − NS 2 2 S 2 q k I = + = tanμ
(
1)
0w 1 0 1 1 w 0 1 l 0 x I r I / V x I r I l − − − = 3 からcos2μ,sin2μを求める。 SU=k'=kcos2μ−qsin2μ NU=q'=qcos2μ+ksin2μ NC(半径) + = = ' q ' k ' q 2 2 1 ρ tanα' Sw S I I ' k ' q ≡ l= からα',cos α' ,sin α' ,tan 2 ' α を求める。 ST
(
)
1 1 2 0 2 S 2 V r I I k ' k = − − 3 = TU=k1'=k'−k2' tanβ' ' k ' q 1 = からβ' ,tan 2 ' β を求める。 1) 任意の出力 P(W)に対する特性 1 V P I 3 = ' I I ' I ' ' a ρ α α 2S cosα 2 cos sin − ≡ − = 2 2 2 2 2 I ' a ' a I I 'a ' a ' b − + ≡ − − = ' ' b ' b1 = cosα ' ' b ' b2 = sinα ' k ' k ' b ' c 2 1 2 = × 1 ' c 't= 2 + 1 ' b ' B1 = 1+ μ μ sin2 2 cos b ' ' B B1 = 1 + 2 μ μ sin2 2 cos B' ' b B2 = 2 − 1 1 w 0 w 1 I B I = + 2 0 1 I B I l = l+ 一次電流 I1 = I1w2 +I1l2 (A)力率 = ×100 1 w 1 I I pf (%) 効率 = ×100 w 1 I I η (%) 滑り = ×100 't ' c2 S (%) トルク S 1 n 't V 3 9.55 = τ (N・m) 2) 最大出力 2 tan 3V ' Pmax = 1ρ α(W) 3) 最大トルク
(
)
S 1 max n / ' V tan 2 3 9.55 ρ β τ = (N・m) ここで同様に定格出力 P0におけるトルク( 全負荷トルク)τ0を求め, τmax (%)を算出する。 τmax(%)100
m
N
m
N
0 max×
⋅
⋅
=
)
(
τ
)
(
τ
最 大 ト ル ク 時 の 滑 り , 一 次 電 流 な ど を 求 め る 場 合 に は , b'=a'− 'a2−I2 の 代 わ り に 2 2 I ' a ' a ' b = + − を用いて上記の計算を行う。 基本量の算定において,h の値を用いて拘束インピーダンスを求めた電動機の場合,最大トルク は,試験設備の容量が十分な場合には,定格電流のほぼ2 倍の一次電流における,定格周波数及 び定格の の周波数の拘束試験の結果を用いた円線図計算法によって算定することが望ましい。 3. 起動電流及び起動トルクの算定方法 3.1 起動電流の算定方法 三相誘導電動機の起動電流IS tは,拘束試験の結果から,次のいずれかの 方法によって算定する。拘束試験において,一定の拘束電流に対する拘束電圧が回転子位置によって 異なる場合には,電圧がその最大値と最小値との平均値に等しくなるような回転子位置において測定 する。ただし,一定の拘束電流に対する拘束電圧が回転子位置によって著しく異なる場合には,拘束 電圧の値は,回転子位置に対する最小値をとる。拘束電圧が回転子位置によって著しく異なる場合と は,平均値からの変動分が平均値の3.5%を超える場合とする。 a) 正比例法 拘束試験を定格電流のほぼ100%の電流について行い,その結果から次の式によって計 算する。この算定法は,漏れリアクタンスの飽和の著しくない機械に適用する。(
l)
l 1 S S St I V /V I = (A) ここに, V1: 定格電圧(V) l S V : 拘束試験で加えた電圧(V) 1 2l S I : 拘束電流(A)(各線電流の平均値) b) 対数比例法(1) 拘束試験を定格電流のほぼ100%,200%の電流について行い,そのときの拘束電 流IS 1,IS 3 (A)及びそれぞれに対応する拘束電圧 VS 1,VS 3 (V)を測定し,次の式によって起動電流を 計算する。この算定法は全閉スロット機に適用する 。
(
)
β l l 1 S S St I V /V I = 0.35 0.7 + = α β(
3/
1)
/
log
(
3/
1)
log
I
SI
SV
SV
S=
α
c) 対数比例法(2) 対数比例法(1)の拘束試験のほかに定格電流のほぼ 150%の電流について拘束試験 を行い,そのときの拘束電流 IS 2 (A)及びそれに対応する拘束電圧 VS 2(V)を測定し,次の式によっ て起動電流を計算する。この算定法は半閉スロット機及び開放スロット機に適用する。(
)
γ 3 S 1 3 S St I V /V I =1.04 (A)(
1)
0.35 1.05 − − = γ2 γ1 γ (γ2>γ1のとき) 0.35 0.7 + = γ2 (γ2≦γ1のとき)(
2 1)
(
2 1)
1=
log
I
S/
I
S/
log
V
S/
V
Sγ
(
3 2)
(
3 2)
2=
log
I
S/
I
S/
log
V
S/
V
Sγ
3.2 起動装置を用いる場合の電源側の起動電流の算定方法 起動装置を用いる三相誘導電動機の場 合,その起動方式における電源側の起動電流Istは,拘束試験の結果から次のようにして 求める。 拘束試験において,一定の拘束電流に対する拘束電圧が回転子位置によって異なる場合には,電圧 がその最大値と最小値との平均値に等しくなるような回転子位置において測定する。ただし,一定の 拘束電流に対する拘束電圧が回転子位置によって等しく異なる場合には,拘束電圧の値は回転子位置 に対する最小値をとる。拘束電圧が回転子位置によって著しく異なる場合とは,平均値からの変動分 が平均値の3.5%を超える場合とする。 a) スターデルタ起動の場合 1 S 1 1 S St V V I I = × × 3 1 ただし,拘束試験は三角結線で行ったものとする。 b) 補償器起動の場合 1 S 1 1 S 2 St V V I a 1 I = × × ここに,a: 始動補償器の変圧比 c) リアクトル起動及び一次抵抗起動の場合 これらの場合には,試験の結果から正比例法[3.1 a)] によって算定する。 3.3 起動トルクの算定方法 三相誘導電動機の起動トルクは,次の式によって算定する。(
)
(
)
(
)
R S St S S R R StP
I
I
R
I
W
s
'
3
'
2 1/
2
'
/
'
21
−
−
=
全負荷トルクτ
起動トルクτ
ここに, PR: 定格出力(W)sR: 定格出力時の滑り(小数) IS': 定格電流にほぼ等しい拘束電流(A) R1: 各端子間において測定した一次巻線抵抗の平均値(O) であり,一定の拘束電流IS' における拘束電圧の回転子位置による変化が著しくない場合(拘束 電圧の平均値からの変動分が平均値の3.5%を超えない場合)は, St St' I I = (A) ISt: 最大起動電流(A) WS': 拘束電圧がその最大値と最小値の平均値に等しくなるような回転子 位置における入力(W) とし,一定の拘束電流 IS' における拘束電圧の回転子位置による変化が著しい場合は,
( )
( )
V ' max min ' V I ' I S S St St = (A) (VS' )min: 拘束電流 IS' に対する拘束電圧の最小値(V) (VS' )max: 拘束電流 IS' に対する拘束電圧の最大値(V) WS': 拘束電流 IS' ,拘束電圧(VS' )のときの入力(W) とする。 起動装置を用いる誘導機の場合,その始動方式における起動トルクは,電源側の起動電流が 起動装置に流れるときの電動機電流を上記の算定法におけるIStとして用いて算定する。解
艦船用交流電動機通則 解説
この解説は,本体及び附属書に規定・記載した事柄,並びにこれらに関連した事柄を説明する もので,規格の一部ではない。 1. 制定・改正の趣旨及び経緯 NDS F 8302C(艦船用交流電動機通則)(昭和 60.6.6 改正)は, 改正から17年が経過し,こ の 間 NDS F 8001(艦船用電気機器通則)や引用規格等の改正があり, 整合しない部分が生じてきたので,関連事項についての調査及び技術検討を実施し,規格の改正 を行った。また,「参考」は本文の一部を補足するものであり,一部見直しし,継続して使用でき るよう残した。 1.1 今回の主な改正点 今回の主な改正点は,次のとおりである。 a) 特性試験 特性試験は,従来どおり円線図法とした。ただし引用文書である円線図法を規定 した JIS C 4207:1995(三相誘導電動機の特性算定方法)が 2001 年に廃止になったため「三 相誘導電動機の円線図法による特性算定方法」として附属書 にまとめた。 2. 各規定項目の内容 2.1 用語の定義(本体の 3.) a) 従来の用語の意味の拠り所としてきた JIS C 4201:1963(低圧三相誘導電動機(一般用)) は,旧規格NDS F 8302C の改正時以前 1978 年に廃止になっており,改めて関連規格である JEC-2137:2000(誘導機)をもとに用語の定義を検討した。表現が相違する用語を解説表 1 に示す。本規格では,意味が同じであれば従来使 用 し 定着している用語を変える必要はない との考え方から,旧 規 格 NDS F 8302C の用語を継続使用することとした。 解説表1 他規格との用語の比較用 語 JIS C 4201(廃止) JEC-2137:2000 注(注(12))JIS C 4210:2001 JEM1277:1998 NDS F 8302
起動電流 最大始動電流 起動電流 起動トルク 最小始動トルク 起動トルク ス タ ー デ ル タ 起 動 (器) ス タ ー デ ル タ 始 動(器) ス タ ー デ ル タ 起動(器) 最小トルク(プルア ップトルク) :零速度から最大ト ルクに相当する回転 速度の間で発生する トルクの最小値。 「用語の定義」 の 項 目 は な い が,特性試験の 項目等で 「 起 動 電 流 」, 「起動トルク」, 「スターデルタ 起動器」を使用 している。 最小トルク ( プ ル ア ッ プ ト ルク) 「用語の定義」の 項目はないが,特 性試験の項目等で 「最大始動電流」, 「 最 小 始 動 ト ル ク」,「スターデル タ始動器」,「プル アップトルク」を 使用している。 特 性 と し て 規 定 し て い な い た め 定 義 し な い。 注(1) JIS C 4210:2001(一般用低圧三相かご形誘導電動機) 注(2) JEM1277:1998(船用低圧三相誘導電動機) b) 回転子分類により特性及び起動トルクを規定していた JIS C 4201 は廃止になっており,また,
解 同じく規定していたJIS C 4210 でも IEC 規格にならい 1983 年の改正から全 負荷特性及びト ルク特性を,出力と極数毎に規定するようになったため、JIS のほか JEC-2137,JEM1277 等でも,特殊かご形 1 種,2 種の分類はなくなっている。(解説表2 参 照 ) 本規格では,NDS 電動機の独自性と互換性を継続するため,その特性及び起動トルクを規 定する回転子分類は従来どおり継続することとし た 。 解説表 2 回転子の分類比較
規 格 JIS C 4201(廃止) JIS C 4210:2001 JEC-2137:2000 JEM1277:1998 NDS F 8302
回 転子 の 分類 普通かご形 特殊かご形 1 種 特殊かご形2種 巻線形 − かご形 特殊かご形 巻線形 かご形 普通かご形 特殊かご形 1 種 特殊かご形2種 規 格で の 扱い 回転子の構造及び 記 号 で 上 記 を 規 定。 特性,起動トルク を上記回転子の構 造分類毎に規定。 全負荷特性及び トルク特性の算 定の項で、「特殊 かご形効果の大 きい電動機」と の文章あり。 用 語 の 意 味 で,上記を規 定。 回 転 子 の 構 造 に よ る 分 類で,上記を 規定。 特性,起動トルク を 上 記 回 転 子 の 構 造 分 類 毎 に 規 定。 2.2 定格(本体の 4.1.1) 定格出力は,各艦船の製作実績を調査した結果,旧規格外の定格出 力があったが,いずれも特殊用途(特殊装置の油圧ポンプなど),専用用途(バウスラスタ,空調 装置など)であり,補機用電動機の標準となる定格出力に加えるべき電動機はなかった。従って 定格出力範囲は,従来の範囲のままとした。 2.3 特性(本体の 4.1.2) 特性試験は,従来どおり円線図法によることにしたため( 2.12 特性 試験の項を参照),特性を規定した付 表 1 は従来どおりの内容とした。 2.4 電圧変化(本体の 4.1.6) JIS C 4210,JEC-2137 等では図式的に電圧及び周波数変 動の組 み合わせを規定しているが,JEM1277 にならい変更無しとした。 2.5 周波数変化(本体の 4.1.7) JIS C 4210,JEC-2137 等では図式的に電圧及び周波数変動の 組み合わせを規定しているが,JEM1277 にならい変更無しとした。 2.6 絶縁の種類(本体の 4.1.9) 関連規格 JIS C 4210:1998(電気絶縁の耐熱クラス及び耐熱 性評価)等では「絶縁の種類」が「耐熱クラス」に改正されているが,本規格では,意味が同じ であれば,従来使用し定着している用語を替える必要はないとの考え方から「絶縁の種類」を継 続して使用することとした。 2.7 温度上昇(本体の 4.1.10) a) 旧規格 NDS F 8302C では,温度上昇限度の規定値を NDS F 8001D によっているが,その拠 り所となるJIS C 4004(回転電気機械通則)は廃止され,新しく JIS C 4034-1(回転電気機 械−第1部:定格及び特性)に置き換わり,温度上昇規定値の一部変更や測定法の適用の見 直し等がなされている。今回の改正では,JIS ・JEC ・JEM 等の関連規格が既に改正されてい
ることから,JIS C 4034-1 をもとに温度上昇限度の見直しを検討したが,引用規格である
解 た。 2.8 枠番号(本体の 5.1) 2.8.1 枠番号の意味 枠番号は,電動機のおよその大きさ(体格)を表し,その意味は,次のと おりである。 a) 横形電動機(平面取付足付)の場合 (解説図 1 参照) 1) 枠番号の上 2 けた(910 の場合は 1 けた)の数字は,C をセンチメートルで表した数字 である。 2) 枠番号の下2けたの数字は2Fをセンチメートルで表した数字である。 解説図 1 横形電動機(平面取付足付) 解説表3 枠番号 C 寸 法 枠 番 号 9 910 − − 11 1111 1114 − 13 1314 1318 − 16 1621 1625 1628 18 1824 1828 − 20 2027 2031 − 22 2232 2236 2240 25 2536 2540 2570 28 2840 2845 2870 32 3245 3250 3274 b) 横形電動機(平面取付足付)以外の場合 平面取付足のない立形,3点支持形などの枠番号 は,横形電動機(平面取付足付)に準じて平面取付足を仮定し,a)のように枠番号によって 電動機の体格を表す。 2.8.2 枠番号 付表 3 には,軸流内装形(37kW 以下)が含まれている。 2.9 外被の保護形式(本体の 5.2) 防まつ形(外扇付)で 7.5kW を超えるものの製作実績が あるがそのほとんどが専用用途,特殊用途であ ること,旧規格のNDS F 8302C の参考解説にある 騒音が 5 ∼10 ホン増加することは,現時点でも変わらないことから従来どおりの内容とした。 2.10 端子記号(本体の 5.4) 付図 内容の「端子記号」について,JEC-2137:2000 では極数変換 の場合,端子記号の先頭に数字をつけている(例:1U ,2W )が,現行の末尾に数字をつける端子 記号(例:U1 ,W2 )が定着しているため変更しないものとした。
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F F解 2.11 部品(本体の 6.a) 特に指定されて1種の玉軸受を使用する場合,そのはめあい推奨値 は解説付表 1 及び解説付表 2 に示すとおりである。 2.12 特性試験 (本体の 7.1) a) 1978 年廃止の JIS C 4201 では特性算定方法として円線図法を用い、円線図法を規定した JIS C 4207:(三相誘導電動機の特性算定方法)を引用していた。その後、関連規格ではJIS C 4210:(一般用低圧三相かご形誘導電動機)の 2001 年改正において,特性算定方法として円 線図法が廃止され,それに沿ってJIS C 4207 も 2001 年廃止になった。関連規格 JIS C 4210, JEC-2137 等では,特に指定がない場合は等価回路法を用いることとしている。試験方法の 比較,特性算定方法の規格比較を解 説 表 4 及び解説表 5 に示す。 同一電動機について等価回路法と円線図法で特性を算定し,比較すると,等価回路法では 円線図法での結果に比べ「定格電流は大」,「効率は小」の傾向になるなど,等価回路法を採 用する場合は,特性表の数値を見直す必要が生じる。また,特性算定のためには解説表4 に 示すように,円線図法に対して新たな試験項目・データが必要になる。 全ての NDS 電動機について新たにデータを取得するのは時間的に費用的に現実的でなく, 実際には,JIS 等民生品データをベースにある程度 NDS 電動機データを蓄積し特性表を見直 すことになるが,NDS 電動機での等価回路法データの蓄積が少ない現時点では対応は困難で ある判断になった。また,旧 JIS C 4210 の円線図法を廃止した背景は,国際規格との整合見 直し(国際規格の代表的な IEC では実負荷法(損失分離法)によるとしている。一方,NEMA (米国規格)では等価回路法を採用している。この様に各国の特性算定方法も統一されてい る訳ではないが、そのなかでも旧 JIS の円線図法を採用している規格は限られる。)によるが, 円線図法は,簡単な試験と比較的簡単な作図(または計算)により各種特性値を算定できる 方法であって,その実用的価値はわが国では広く認められてきたものであり ,防衛庁独自の 電気品を規定する本規格では継続し、採用することとした。 解説表 4 試験方法の比較 特性算定方法 円 線 図 法 等 価 回 路 法 概 要 多相誘導電動機の一相が L 形または T 形の 等価回路で表される場合に,複素平面上に おける一次電流の軌跡が滑り S の変化に対 し て 円 と な る こ と を 利 用 し て 特 性 を 求 め る方法。 多相誘導電動機の一相が T −Ⅱ形定 常等価回路が成り立つものとして, 回 路 計 算 に よ っ て 特 性 を 求 め る 方 法。 試験項目 1.一次巻線抵抗測定 2.温度試験 3.無負荷試験 4.拘束試験 特殊かご形の場合は 1/2 周波数でも行 う。 1.一次巻線抵抗測定 2.温度試験 3.無負荷試験 4.拘束試験 拘束試験法 A から C の分類があ る。 等価回路法 追加試験項目 1.無負荷試験運転後測定の一次巻 線抵抗測定 2.印加電圧をパラメータにした無 負荷試験(数回計測)