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。
公式
仕組み
この計算機は、ヒューズ、回路ブレーカー、および電源のサイズを決定するためのモーター突入電流（ロックローター）電流を測定します。電気技師、パネルメーカー、産業用電気技師はこのツールを使用して、保護装置によって障害保護と同時にモーターの始動が可能であることを確認します。保護装置のサイズが小さすぎると、始動するたびに作動します。保護装置が大きすぎると、障害を解消できず、機器が損傷する危険性があります。
NEMA MG-1-12.35およびIEC 60034-12によると、ロックローター電流 (LRC) は、モーター設計クラスにもよりますが、AC誘導モーターの全負荷電流の5～8倍の範囲です。NEMAデザインBモータ（最も一般的な産業用タイプ）では、LRC/FLA比が6.0〜7.0倍と規定されています。DCモータの場合、突入電流は電機子抵抗によってのみ制限されます。I_Inrush = V/R_aであり、逆起電力が発生する前の最初のミリ秒で10～20倍の動作電流に達することがあります。
突入時間はモーターと負荷慣性によって異なります。IEEE 3002.7 によると、無負荷状態の小型モーターは 50 ～ 200 ミリ秒で最高速度に達します。負荷が大きいモーターには 5 ～ 15 秒かかることがありますが、その間は電流が上昇したままになります。NEC第430条では、モーター分岐回路保護について規定しています。175% FLAの時間遅延ヒューズまたは250% FLAの逆時間ブレーカーは、短絡保護を提供しながら過渡的な突入電流を許容します。10A モーターには、60 ～ 70 A の突入電流に 0.5 ～ 2 秒間耐える 17.5 A の時間遅延ヒューズが必要です。
計算例
7.5 kW、400V、50 Hz の三相誘導モーターの分岐回路保護のサイズを設定します (NEMA 設計 B)。全負荷電流はモーターのネームプレートあたり14.2A、LRCのコードレターはG (5.6-6.3× FLA) です。
ステップ1 — 突入電流の計算: 6.0 倍のミッドレンジの LRC 比を使用する場合: i_InRush = 6.0 × 14.2 = 起動時ピーク 85.2A
ステップ 2 — 突入時間の決定: J = 0.5 kg・m²、モーター加速度定数 15 ラジアン/s² の場合のファン負荷 フルスピードまでの時間:t = ω/α = (1450 × パイ/30)/15 = 10.1 秒 注:電流はこの期間に 85A から 14A に減衰しますが、ピーク時には持続しません。
ステップ3 — NEC 430.52に従って時間遅延ヒューズを選択してください。 デザインBモーターの場合：FLAのヒューズ≤175% ヒューズ定格 = 1.75 × 14.2 = 24.9A → 25A タイムディレイを選択 (タイプ D) 確認:25Aの時間遅延ヒューズは、メーカーカーブあたり最大10秒間85Aに耐えます
ステップ4 — NEC 430.22に準拠した電源ケーブルのサイズ: ワイヤ電流容量 ≥ 125% × FLA = 1.25 × 14.2 = 17.75A IEC 60364 に準拠した 2.5 mm² の銅 (定格電流 21A) を選択してください
結果:25A の時間遅延ヒューズと 2.5 mm² ケーブルを使用してください。最大10秒間続く85Aの突入電流は、邪魔なトリップなしでクリアされます。モーターの温度制限であるNEMA MG-1あたり15秒以内であれば、保護機能によって85Aの障害（ローターの詰まり）が続いても、解消されます。
実践的なヒント
- ✓NEMA MG-1-12.50に従い、7.5kWを超えるモーターではソフトスターターまたはVFDを使用して始動電流時間を制限します。ソフトスターターは、加速時間を5〜15秒に延長しながら、突入電流をFLAの2〜3倍に減らします。
- ✓MCU電源レールをクラッシュさせることなく、10〜20Aの突入スパイクを吸収するために、モータドライバHブリッジの100mm以内にIEC 61000-4-11ガイドラインに従って1000〜4700µFのバルク容量を追加します
- ✓VFD駆動モータの場合、モータの突入電流はゼロ（段階的なV/Fランプ）ですが、VFD入力整流器はAC主電源から5～10倍の突入電流を引き出します。モータの突入電流ではなく、VFD突入電流に合わせてACブレーカのサイズを調整してください。
よくある間違い
- ✗モーター回路へのファストブロー（タイプgG）ヒューズの使用：IEC 60269-1によると、高速ヒューズは0.1秒で2.5倍の定格でクリアされ、85Aの突入電流で25Aの高速ヒューズが瞬時にブローされます。モーター保護のため、必ず時間遅延（タイプGD/Am）を指定してください
- ✗定常電流のみを対象としたDC電源のサイジング：DCモータの物理特性上、突入電流はV/r_a（動作電流の10〜20倍）に達します。安定化されていない電源では、3～5倍の電流ヘッドルームやソフトスタート回路がないと、50％以上低下します。
- ✗バッテリシステム電圧低下の軽視:内部抵抗が20mΩの48Vバッテリは、100Aの突入時に46Vに低下します。この 4% の低下により、LDOドロップアウトを超えると3.3VロジックMCUがリセットされます。
よくある質問
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