8つのVFDロングケーブルの危険性を回避：長さガイド

皆さん、こんにちは。本日は現場で非常に頻繁に見られるにもかかわらず、見過ごされがちな問題について共有したいと思います。それは、過度に長いVFDケーブルが引き起こす危険性です。.
で 可変周波数ドライブアプリケーション, ケーブル長が合理的な限界を超える場合、各種VFD出力問題を引き起こす可能性があり、さらにはモーター絶縁不良に至ることもあり、保守の難易度とコストを増加させる。.

長年の実務経験に基づけば：

• シールドされていない電源ケーブルは、通常50メートル以内では問題を引き起こしません。.
• シールド付き電源ケーブルは通常、30メートル以内で安全です。.
• 実際のアプリケーションでは、非シールドケーブルは理想的には120メートル未満に保つべきであり、シールドケーブルは50メートル以内に制限するのが最適である。.

これはケーブルがこれらの長さを超えられないという意味ではありませんが、それを超えるとVFDケーブル高調波、サージ電流、反射波など様々な問題が発生しやすくなります。300mや400mのケーブルに対する解決策は存在しますが、それらはコストと複雑さを大幅に増加させます。.

可変周波数駆動装置（VFD）の長ケーブルがもたらす8つの主要な危険性

1.起動時の過電流警報

過度に長いVFDケーブルは起動時にサージ電流を発生させ、VFDの過電流警報を引き起こす可能性があります。例えば、150メートルのケーブルを使用する15kWモーターは、起動直後に故障を報告する可能性があります。これは寄生容量とスパイク電圧の複合効果による典型的な結果です。.

2. 電源ケーブルの過熱

可変周波数駆動装置（VFD）の長ケーブルは、高周波高調波電流（VFDケーブル高調波）を大量に伝送し、ケーブルの著しい発熱を引き起こす。これは通常の正弦波動作とは全く異なり、PWM（パルス幅変調）出力の副作用である。.

3.モーターの過熱

VFDの長ケーブルから発生する低次高調波は銅損を増加させ、高次高調波は鉄損を増加させる。これによりモーター全体の温度上昇が促進され、最終的にVFD対応モーターの劣化を加速させる。.

4.過度のモーター騒音

反射波はモーター内部に起電力を生じさせ、珪素鋼板の積層板を振動させ、顕著な騒音を発生させる。これは現場で遭遇する一般的なVFD出力問題の一つでもある。.

5.軸電圧と軸電流

VFDの長ケーブルによって誘起される高調波電圧は、VFD起因の軸電圧および軸電流を引き起こし、最終的に軸受の油膜を破壊し、VFDに起因するモーター軸受の故障を誘発する。過酷な条件下では、軸受は数週間、場合によっては数日以内に故障する可能性がある。.

6.直流母線過電圧

長ケーブルからの電圧反射が直流母線電圧にフィードバックされ、過電圧を引き起こす。この問題は非常に潜伏性が高く、VFD故障診断時に技術者が部品故障と誤診することが多い。.

7. モーター絶縁破壊

長いVFDケーブルからの反射波が重なり合ってスパイク電圧を形成する場合、その電圧は2000Vを超えることがあり、標準的な産業用周波数モーターの耐電圧（約900V）を大幅に上回ります。これによりモーター絶縁が破壊され、地絡または短絡として現れます。.

8.過大な漏れ電流

長いケーブルはモーターに高い電圧を発生させ、数十アンペアに達する漏洩電流を引き起こす。これはモーターの寿命を縮めるだけでなく、長いケーブル上の過電圧によるVFDトリップなどの保護動作を誘発する。.

結論

要約すると、VFD長ケーブルに関連する8つの主要なリスクには、VFD過電流、VFDケーブル高調波、軸電流、モーター絶縁破壊、DCバス過電圧などが含まれる。現場でVFDトリップの原因が不明な場合、特にVFD過負荷、反射波、またはコモンモード電圧に起因する問題については、ケーブル長が要因の一つである可能性が高い。.

したがって、その間 可変周波数ドライブ 配線設計段階では、VFDの最大ケーブル長を合理的に制御し、シールド付きとシールドなしのVFDケーブルの長さ制限を考慮することが不可欠である。極端に長いケーブルが避けられない場合、コモンモードチョーク、出力リアクトル、シールド付きケーブル、モーターの定格低下などの対策により補償と最適化を実現できる。.

そうすることで初めて、VFDケーブル長が制限を超えることによる8つのリスクを回避でき、システムの長期的な安定稼働を確保できる。.