モーター内部の異相コイル間の短絡

質問

下記の写真を見て下さい。三相誘導電動機を勉強しています。

モーター内部の異相コイル間の短絡の図です。

異相コイル間の短絡を見つけるための流れを教えて頂きたいのですが、宜しくおねがいします。

(1)短絡発生→サーマルが落ちる→R相、S相、T相のそれぞれの電流値をクランプメーターで調べる→電流値がアンバランス→ここで仮にモーター内部に原因が有るとして
→U-V,V-W,W-U間の抵抗を調べる→抵抗値がアンバランス→レヤーショートあるいは異相コイル間の短絡を疑う　　という流れをシュミレーション（あくまでも私のシュミレーション）したのですが、

最後のレヤーショートか異相コイル間の短絡かを特定するには、どのような調べ方があるのでしょうか。また、上記のシュミレーションで誤りがあれば教えてください。

宜しくおねがいします。

回答No.5

teppou · ベストアンサー

No.2,3,4 teppou です。補足コメントに回答します。
　モーター巻線などのコイルは、ミシン糸などのようにきっちり巻いた層を巻き重ねています。その層の段間で起きたショートをレヤショートといいます。
　レヤショートが起きると巻き線の一部に電流が流れなくなりますので、巻き線の有効な巻き数が少なくなります。
　その結果レヤショート相はインダクタンスが小さくなります。

お礼

お返事遅くなりすみません。回答ありがとうございました。よくわかりました。感謝です。また、機会がありましたら宜しくおねがいします。

回答No.4

teppou

No.2,3 teppou です。追加のご質問に回答します。
　電球とモーター巻線を直列に接続していますので、電流の最大値は電球の定格電流になります。
　電球とモーター巻線の健全相を直列に接続した場合、巻き線のインダクタンスによるインピーダンスが加わるため電流が最小になり、電球とレヤショート相を接続した場合はインダクタンスが健全相より小さくなりますので、ショート相に接続した場合よりは小さくなり、健全相に接続した場合よりは大きくなります。

補足

お返事遅くなりすみません。再度回答有難うございます。感謝です。

＞電球とレヤショート相を接続した場合はインダクタンスが健全相より小さくなります

なぜ、電球とレヤショート相を接続した場合はインダクタンスが健全相より小さくなるのでしょうか。

良ければご教授お願いします。

回答No.3

teppou

No.2 teppou です。追加のご質問に回答します。
　最初のご質問に添付された図を使ってご説明します。
　100V電源の一本の電線を電球ソケットの一方の電線に接続し、ソケットのもう一方の電線を図の上側の電線に接続します。
　100V電源のもう一方の電線を図の下側の電線に接続します。
　つまり、100V電源の一方、電球、図のモーターの上側の電線、モーターのショート個所、図のモーターの下側の電線、100V電源のもう一方に接続します。
　そうすると電球には、通常の100V電源に接続したのと同じ電流が流れます。
　定格電流と書いたのは、現在の白熱電球は、60W型54Wなどというものが多きので、60Wなら0.6Aと単純に言うことができないからです。
　電球に流れる電流はあらかじめ測定しておきます。
　ご理解いただけなければ、なんどでもご質問ください。
　なお、その際、補足コメントのほうが適切です。

お礼

回答ありがとうございました。了解しました。

＞ショートの場合、電流値は電球の定格電流値になりますが、レヤショートの場合は、ショートの場合より小さく～

上記についてお伺いしてもいいでしょうか。

この場合、ショートの場合は、電球の定格電流値になるというのはわかりますが、レヤーショートの場合は、電球の定格電流値より大きくなりそうな感じなのですが、どうでしょうか。

ご回答頂けたら幸いです。

回答No.2

teppou

サーマルにしろ遮断機にしろ作動した場合には、当然電流は流れていませんので、電流測定はできません。
　モーターの各相の抵抗値を測定するという事になりますが、他の回答者がお書きのように、モーター巻線の直流抵抗値は非常に小さいので判定はむつかしいです。ショートの場合はデジタルテスターで何とかわかるかもしれませんが、抵抗計が必要になるかもしれません。あるいはLCRメーターでリアクタンスを測定する方法もあります。
　このような場合私は、100Vの交流電流で各相のリアクタンスの差（比というべきか）を概略測定しています。
　具体的には、モーターの各相の巻き線に直列に60W程度の白熱電球を接続し、100Vの電源に接続し電流値を測定します。
　ショートの場合、電流値は電球の定格電流値になりますが、レヤショートの場合は、ショートの場合より小さく、健全相に接続した場合よりは大きくなります。各電圧も測定して、電流値とで計算すればリアクタンスは求められます。あまり正確なものではないと思いますが。
　こういう測定に使用するアタッチメント的なものを自作して持っていますが、もう十年以上使う機会がありません。モーター巻線のトラブルは本当に少なくなりました。

お礼

回答有難うございます。返信遅くなりすみません。

＞ショートの場合、電流値は電球の定格電流値になりますが、～

この場合、ショートというのは、異相コイル短絡ですよね。なぜ、モーターの各相の巻き線に直列に60W程度の白熱電球を接続し、100Vの電源に接続し電流値を測定した場合、ショート時には、電流値は電球の定格電流値になるのでしょうか。

すみませんが、ご回答頂けたら幸いです。宜しくおねがいします。

回答No.1

fujiyama32

貼り付けられた図の「赤線」のような短絡事故が発生しているので
あれば、それぞれの動作特性から「サーマルリレー」が動作する前に
「配線用遮断器」が動作(トリップ)します。
「漏電遮断器」の場合でも同様です。
「サーマルリレー」が動作する場合でしたらモーターが過負荷状態と
判定すると良いでしょう。
なお、レヤーショートの原因として、巻線の一部に傷があり運転中の
温度上昇により絶縁不良となり巻線抵抗が小さくなるため「サーマル
リレー」が動作することも考えられます。

なお、最後のレヤーショートか異相コイル間の短絡かを特定したい場合
はモーターを分解して巻線の焼損状態から判定します。
必要により固定子のスロットから巻線を少しづつ崩して調べます。
また、巻線の抵抗値は低抵抗値ですのでテスターでは判定できません。
次のような低抵抗値測定可能な専用の測定器を使用します。

「抵抗計／RM3548／日置電機(例)」
https://www.hioki.co.jp/jp/products/detail/?product_key=715

お礼

お返事遅くなりすみません。回答有難うございます。

＞最後のレヤーショートか異相コイル間の短絡かを特定したい場合
はモーターを分解して巻線の焼損状態から判定します

レヤーショートか異相コイル間の短絡かを特定したい場合、配線用遮断器が先にトリップするのであれば、モーターを分解することなく、レヤーショートは選択技からはずして異相コイル間の短絡を疑って良いのではないでしょうか。間違っていたらすみません。

ご回答頂ければ幸いです。