Ｃｈａｐ．４
モータを回す
Ｃｈａｐ．４
モータを回す
この章では、２４Ｖ以上の電圧を扱ったことがない人、３相交流モータを見たことがない人、インバータというとＮＯＴゲートしか思い浮かばない人のために、３相交流モータを回すにはどうすればよいかを解説をします。
とりあえずこれだけは知っておいて、苦手意識をなくしましょう。
４．１ モータを回転させるには
図４．１のように、２００Ｖの３相交流電源Ｒ，Ｓ，ＴをモータのＵ，Ｖ，Ｗ端子にそのままつなげばモータは回転します。
回転数は電源周波数によって決定され、回転方向はＲＳＴとＵＶＷの対応によって決定されます。
３相のうち任意の２相を入れ替えるとモータは逆に回転します。
たとえば、図４．１で２相を入れ替えてＲ−Ｖ，Ｓ−Ｕ，Ｔ−Ｗという接続に変更すると、モータは図４．１の場合と逆方向に回転します。
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当然のことですがモータに接続されている電源を切ればモータの回転は止まります。
これを実現するには、電源とモータの間にスイッチを設け、スイッチの操作で電源を入切することがまず考えれれますが、感電しそうでちょっと恐いです。
そこで、制御盤の前面にＯＮとＯＦＦの２つの押ボタンスイッチを設け、ＯＮボタンを押せばモータが回転し、ＯＦＦボタンを押せばモータが停止するようにします。
ＯＮボタンを押して、その後指をＯＮボタンから離してもモータの回転を止めないで回転し続けるために、Ｃｈａｐ．３で説明した自己保持回路を使います。
４．２ 自己保持回路
図４．２が、Ｃｈａｐ．３で説明した自己保持回路です。
この図でＰＢ１をＯＮボタン，ＰＢ２をＯＦＦボタンと考えてください。
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前回の復習になりますが、ＰＢ１（ＯＮボタン）を押せばＲ１はＯＮとなり、その後は、ＰＢ１を離してもＲ１のコイルに電流が流れ続けます。
この状態は、ＰＢ２（ＯＦＦボタン）を押してリレーＲ１のコイルに流れる電流を切ることで解除します。
なお、左右の母線の電源には、モータの電源と同じＲＳＴ相の中から任意の２相を使ってかまいません。
４．３ モータの電源をＯＮ・ＯＦＦする
このリレーＲ１の接点でモータの電源を入切することにします。モーターには、Ｕ，Ｖ，Ｗの３つの端子が出ているのでこれを全部切るには、３つの接点が必要です。
そこで、３相が同時にＯＮ／ＯＦＦできて、かつ大電流を流せる接点のリレー（？）を使ったのが図４．３です。
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これならば、ＰＢ１を押したときリレーがＯＮとなりモータに３相の電源が供給されて、モータが回り、ＰＢ２を押したときリレーがＯＦＦとなりモータが停止します。
なお、３相の大電流を入切するようなリレーは、リレーと呼ばずに電磁接触器と呼び、ＭＣという記号を用います。
図４．３の通り、接点の記号もリレーとは異なります。
４．４ サーマルリレー
これまでの回路でもモータのＯＮ／ＯＦＦはできますが、モータに過電流が流れたとき、モータの電源を切ってモータの焼損を防止できればより安全となります。
このような、用途のためにサーマルリレーがあります。
サーマルリレーとは、過電流が流れたときにその接点がＯＮまたはＯＦＦになるリレーです。
サーマルリレーのｂ接点ＴＨＲ１を図４．４のように自己保持回路の中に直列に入れると、サーマルリレーに過電流が流れたとき自己保持回路の保持が切れモータを止めることができます。
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サーマルリレーの検出部は、図４．５のように電磁接触器の接点と直列に接続します。
電磁接触器とサーマルリレーが一体化した部品もあります。
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４．５ 回転数を制御したい
これまでの話は、モータの回転・停止の制御でしたが、回転数を制御したいときはインバータを使うのが一般的です。
インバータとは、電源周波数を指定された周波数に変換して、これをモータに電源として供給することでモータの回転数を制御する装置です。
ここで「指定された」というのが重要な点で、極端な話、０Ｖから１０Ｖの範囲の直流電圧をインバータに速度信号として与えることでモータの回転数を制御することもできます。
これで、モータで動いている機械（または材料）の速度をセンサで拾って、この信号を元にインバータにフィードバックをかけて、機械（または材料）の速度を調整することが可能になります。
図４．６にインバータとモータの接続例を示します。
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インバータは、始動・停止時の台形制御、正転・逆転の切替えも簡単におこなえます。
最後に言い忘れましたが、ＲＳＴの電源は、制御盤に入るとまずフレーカーを通すのが普通です。
今回のＣｈａｐ．４の説明での電源ＲＳＴは、ブレーカを通った後の電源と考えてください。