RFrftools.io

モーター突入電流

モータの突入電流、起動時の電圧降下、ヒューズおよびブレーカを選択するためのI²T値を計算します。

Loading calculator...

公式

I_inrush = k × I_FL, ΔV = I_inrush × R_line

k — Inrush multiplier (5–8 typical) (×)
I²t — Fuse energy rating (A²·s)

仕組み

モーターに初めて通電すると、ローターは静止していて逆起電力は発生しません。巻線は純粋な抵抗-インダクタ負荷のように機能し、初期電流 (突入電流またはロックローター電流 (LRC) と呼ばれる) は、ライン周波数での巻線インピーダンスによってのみ制限されます。AC インダクション・モータの場合、LRC は通常、定格全負荷電流の 5 ～ 8 倍です。DC モータの場合、突入電流は V_Supply/R_アーマチュアで、これは動作電流の10～20倍になることがあります。ヒューズ、回路ブレーカー、および電源レールのサイズを決定する際には、この高電流スパイクを考慮する必要があります。

計算例

1.5 kW、230 V、50 Hz の単相誘導モーターの定格電流は 8.7 A で、ロックローター電流乗算器 (LRC 比) は 6.5 です。
ステップ 1 — 突入電流:
i_Inrush = LRC 比 × I_Rated = 6.5 × 8.7 = 56.6 A
ステップ2 — 持続時間: 小型モーターの場合、突入電流は約20～100ミリ秒で定格電流まで減衰します (機械時定数)。
ステップ 3 — ヒューズの選択: 定格全負荷電流の 125 ～ 150% の時間遅延 (スローブロー) ヒューズを使用します。
ヒューズ = 1.25 × 8.7 = 10.9 A → 12 A のスローブローを選択してください
ステップ4 — ワイヤゲージの確認：電源ケーブルのサイズが定格電流の 125% 以上になるようにします（NEC 430.22準拠）。
i_Wire = 1.25 × 8.7 = 10.9 A → 1.5 mm² 銅 (定格 15 A)
結果: 12 A のスローブローヒューズと 1.5 mm² の電源ケーブルが適切です。56.6 A の突入スパイクは、時間遅延ヒューズを切らずに 100 ms 以内にクリアします。

実践的なヒント

  • ✓3 kWを超えるモーターにはソフトスタートモジュールまたはスターデルタスターターを使用して、突入電流を定格電流の2〜3倍に制限し、カップリングにかかる機械的ストレスを軽減します。
  • ✓バッテリ駆動ロボットのモータドライバHブリッジの近くにバルクコンデンサバンク (1000～4700 µF) を追加すると、メインMCU電源をクラッシュさせることなく突入電流を吸収できます。
  • ✓VFD駆動のモーターでは、ドライブが周波数を徐々に上昇させるため、モーター端子での突入電流はごくわずかです。ただし、VFD自体は、電源投入時に主電源から大きな突入電流を引き出します。

よくある間違い

  • ✗モーター回路には高速ブローヒューズを使用。始動のたびに突入スパイクがヒューズを吹き飛ばします。必ず時間遅延（タイプDまたはスローブロー）ヒューズを指定してください
  • ✗定格電流のみの電源サイズ — 安定化されていない電源は、ヘッドルームが3～5倍になるか、ソフトスタート回路がない限り、突入時にひどくたるみます。
  • ✗バッテリ駆動システムにおける突入電流の過小評価 — 突入電流によって電圧低下が発生し、マイクロコントローラがリセットされたり、CANバス通信がクラッシュしたりする可能性があります。

よくある質問

突入電流（ゼロ逆起電力による電流スパイク）は、1～3の電気時定数（L/R）以内、通常は10〜50ミリ秒以内に減衰します。機械的な負荷により、ローターが動作速度に達するまで高電流が流れます。合計加速時間は、負荷のない小型のモーターの100ミリ秒から大きな負荷のかかる機械の数秒までさまざまです。
VFDは、周波数と電圧を徐々に上昇させることでモーターの突入を防ぎます。ただし、VFD独自の整流器とDCバスコンデンサは、最初に給電したときに主電源から大きな電流を引き出します。これは、プリチャージ抵抗またはACラインリアクトルで管理する必要があります。
これらは、異なる条件下で測定された同じ電流です。ロックローター電流 (LRC) は、ローターが機械的に静止しているときの定常電流です。突入電流はスイッチオン時の過渡ピークであり、トランスのような磁束過渡現象により、LRC値を一時的に超えることがあります。

Shop Components

Affiliate links — we may earn a commission at no cost to you.

Stepper Motors (NEMA 17)

NEMA 17 bipolar stepper motors for precision motion

DigiKey →Mouser →

Motor Driver ICs

Integrated stepper and DC motor driver ICs

DigiKey →Mouser →

DC Motors (12 V)

12 V brushed DC motors for general-purpose drive applications

DigiKey →Mouser →

Related Calculators

Motor

Motor Efficiency

Calculate motor efficiency, power losses, and heat dissipation from electrical input and mechanical output measurements.

Motor

Motor Slip

Calculate induction motor slip, synchronous speed, slip frequency, and rotor speed for AC induction motors.

Motor

DC Motor

Calculate DC motor speed, torque, power, and efficiency from electrical parameters

Motor

Stepper Motor

Calculate stepper motor speed, step frequency, and travel per revolution

Motor

BLDC Motor

Calculate brushless DC motor no-load RPM, stall torque, maximum efficiency, input power, and propeller thrust from Kv rating and electrical parameters

Motor

Servo Motor

Calculate servo motor torque, speed, efficiency, and back-EMF from electrical and load parameters.