目に見える故障のない過電流故障とモーター振動
はじめに - モータ振動を伴う実際のVFD過電流故障事例の診断
皆さん、こんにちは。今日は、私が実際に使っている VFDドライブシステムのトラブルシューティング 多くのエンジニアが現場で遭遇する可能性のあるケースだ。.
何が起きたかというと、こうだ：
A VFDドライブ システムは、モーター#1に接続した場合は完璧に動作したが、全く同じモデルのモーター#2に接続すると、モーターの振動と過電流アラームが発生した。.
顧客は完全なクロステストを実施し、次のような結果を得た：
- VFD #1 + モーター #1：ノーマル
- VFD #1 + モータ #2：正常
- VFD #2 + モーター #1：ノーマル
- VFD #2 + モータ #2: 振動 + 過電流アラーム
デバイスもパラメーターも同じなのに、どこに問題があるんだ？“
VFD過電流故障のトラブルシューティングで従来の診断が失敗する理由
モーター振動の故障では視覚的症状が誤解を招くことがある
ここに核心的な問題がある。ハードウェアの問題ではなく、考え方の問題だ。.
この顧客は問題を診断する際、従来のライン周波数ロジックを適用していた。ラインパワーシステムでは、モーターやコントローラーを交換して、比較することで不具合を特定するのが一般的です。これはライン電圧システムには有効ですが、VFDドライブシステムには有効ではありません。.
なぜですか？
人間には同じように見えても、VFDにとっては同じではないからだ。.
根本原因 - オートチューニングが機能せず、VFDの過電流故障につながる
VFDが各モーターの電気的特性を学習する方法
適切な試運転手順では、VFDドライブシステムがモータを駆動する前に、静的オートチューニング（モータ識別とも呼ばれる）プロセスを実行する必要があります。これは、VFDにそのモータの正確な電気特性を教えるものです。.
自己学習中、VFDは以下のようなパラメータを収集する：
- ステーターの抵抗とインダクタンス
- ローターの抵抗とインダクタンス
- 漏れ磁束と磁化曲線
- 磁気飽和挙動
- IGBTスイッチング特性補正
- ローターの起電力と磁束のダイナミクス
これらのパラメータは、VFDの性能にとって非常に重要です：
- 高精度速度制御
- 高トルク出力
- スムーズなダイナミック・レスポンス
- 磁束補償とモーターモデルのトラッキング
VFDの試運転で自己学習をサボるとどうなるか
このステップをスキップすると、VFDは本質的に「知らない」モーターを制御しようとしていることになります。その結果不正確な制御、不安定なトルク動作、モーターの振動やVFDの過電流故障などの問題が発生します。.
私たちはこれをモーターモデルのミスマッチと呼んでいるが、これは隠れた最も一般的な問題のひとつである。.
突然のVFD過電流フォールトアラームの一般的なシナリオ
大型モーターの始動と未チューニング・モーター
はっきりさせておきたいのは、オートチューニングを行わなければ、すべてのシステムが故障するというわけではないということだ。.
しかし、私の20年にわたる経験によれば、ほとんどすべてのケースに関与している：
- 電源投入時のVFD起動振動
- 突然の過電流アラーム
- 加減速時のVFDトルクリップル
...モーターの識別が欠けていたり、間違っていたりすることが原因である。.
このようなシナリオで起こることが多い：
- 設置後の大型モーター試運転
- 新しいオートチューニングなしでモーターを交換
- 動的要求の高いシステム（張力制御、巻取りなど）
- 1台のモーターを複数のVFDで駆動するクロスユースセットアップ
同じモーターを共有するマルチVFDシステム
特に、1台のモーターを複数のVFDと異なる時間帯にペアリングしたり、負荷分散セットアップを行ったりするシステムでは、各VFDをモーターの特性に合わせて自動チューニングしないと、制御の競合や磁束プロファイルの不一致につながる可能性があります。.
モーターの振動とVFDの過電流故障を防ぐ正しい方法
VFDセットアップにおける静的オートチューニングの適切な手順
この問題を解決し、予防するには、以下の推奨順序に従ってください：
- VFDを工場出荷時の設定にリセットする
- モータの基本銘板パラメータを入力する。
- 静的オートチューニング/モーター識別の実行
- 学習したパラメータを保存し、更新されたモーターモデルを使用してVFDドライブシステムが制御できるようにする。
ほとんどの場合、これによってモーターの振動やVFDの過電流故障が完全になくなり、モーターの滑らかさと応答性が大幅に改善されます。.
結論 - 自動チューニングがVFD過電流故障回避の鍵
経験豊富なVFDエンジニアにとっては、これは基本的な練習です。しかし、ライン・パワー出身の技術者や、VFDを初めて使う若手技術者にとっては、これは基本的な練習方法です。 VFDドライブシステム, しかし、これは明らかではないかもしれない。.
これが黄金律だ：
銘板だけでモーターを判断してはいけません。すべてのモーターには固有の電気的特性があります。.
世の中に同じ葉っぱが2枚とないように、同じモデルのモーターでも、磁束曲線、インダクタンス、抵抗、動的挙動が同じ100%は2つとありません。.
そしてそれこそが、VFDが正しく機能するためにモーター固有のモデリングに依存している理由なのだ。.
最終的な収穫
このケースの結論は単純明快だ：
オートチューニングは行われなかった。.
モータの設置や試運転の際には、たとえそれが他のモータと同一に見える場合でも、必ずモータの識別を行ってください。この一手間をかけることで、ダウンタイムや誤診 断、故障の再発を防ぐことができます。.
VFDの試運転チェックリストに追加しておけば、後できっと感謝することになるでしょう。.
