クレーンの電力品質：1～20トンの単桁クレーンが弱い系統に何をもたらすか

Li Ming 執筆、SIEC Cranes シニアアプリケーションエンジニア。2026年10月29日。

10トンの単桁クレーンは17.6 kWを消費します。巻上モーター1台と、はるかに小さな3台。中型のエアコンプレッサーより少なく、溶接機1台分より少ない電力です。そのクレーンを、63 kVAのディーゼル発電機しか電源がない工場へ出荷すると、初回の負荷巻上げで、定格容量のおよそ半分で巻上機がトリップする現実的な可能性があります。しかも現場の電気工が「クレーンの故障」と読み取るエラーコード付きで。

通常、原因はクレーンではありません。クレーンは、設計時に想定していた変圧器より10～20倍も高いインピーダンスの電源に取り付けられた非線形負荷です。この一文で、私が相談を受ける故障の大半が説明できます。そしてその背景にある算術は、この記事に収まるほど短いものです。

事態をさらに悪くする点が2つあります。5～20トンの単桁クレーンは400 Vで19～49 Aを消費し、その大半がIEC 61000-3-12が高調波放出限度を定める16～75 Aの範囲に入ります。そして購入者がまず頼る解決策、つまり発電機を大きくすることが機能しません。これは意見ではなく、公表されている発電機データから示せます。この記事の半ばでそれが行われます。

出典は随所に明記しています。規格とベンダーデータには参照を付けています。クレーンの電力定格は公表されている単桁クレーン仕様表によります。当社が計算したものは、計画値として明示しています。ナイジェリアの工場発電機で5トンクレーンを使う事例を扱った公開調査など存在しないからです。

1～20トンの単桁クレーンは実際にどれだけ電力を消費するのか？

ほとんどの購入者の予想より少なく、まさにそれが電気的問題が人を驚かせる理由です。以下の公表定格は、スパン7.5～28.5 mの標準的な単桁ブリッジクレーンのもので、3つの機構ごとに内訳を示しています。

定格荷重	クレーン走行	トロリ走行	巻上機	総設備容量	400 V時のクレーン全負荷電流	巻上機の直入れ起動
1 t	2 x 0.8 kW	0.2 kW	1.5 kW	3.3 kW	6.2 A	19～25 A
2 t	2 x 0.8 kW	0.4 kW	3.0 kW	5.0 kW	9.4 A	37～49 A
3 t	2 x 0.8 kW	0.4 kW	4.5 kW	6.5 kW	12.3 A	55～74 A
5 t	2 x 0.8 kW	0.8 kW	7.5 kW	9.9 kW	18.7 A	92～123 A
10 t	2 x 1.5 kW	2 x 0.8 kW	13.0 kW	17.6 kW	33.2 A	160～213 A
16 t	2 x 2.2 kW	2 x 0.8 kW	13.0 kW	19.0 kW	35.9 A	160～213 A
20 t	2 x 2.2 kW	4 x 0.8 kW	18.5 kW	26.1 kW	49.3 A	227～303 A

電力定格は公表されている標準単桁クレーン仕様表（スパン7.5～28.5 m）によるものです。電流値は当社が400 V、力率0.85、効率0.90で計算したものです。起動の列は、ABBが直入れ起動について示す全負荷電流の6～8倍を、初期突入電流10～12倍が減衰した後に適用しています。

最後の2列を合わせて読んでください。5トンクレーンは18.7 Aの負荷でありながら、オペレーターが巻上げるたびに2～3秒間92～123 Aを引き込みます。20トンクレーンは49 Aの負荷で、227～303 Aを引き込みます。電力会社の変圧器につながっていれば誤差の範囲です。63 kVAの発電機では、その発電機が経験する最大の過渡であり、それが年に1万回起こります。

直入れ起動は発電機に何をするのか？

電圧を低下させ、その低下は小さくありません。関連する公表値は次のとおりです。モーターはコンタクタが落ちる前に30～35%の瞬時電圧低下を耐えるよう設計されており、設計技術者はモーターが確実に加速することを保証するため、通常はより厳しい20%の限度を課します（Kohler、『Sizing Generators for Motor Starting』）。建設現場向けのガイダンスでは、クレーンの制御用コンタクタは単純なモータースターターより余裕がないため、クレーン固有の値として15～20%が示されています。それを超えると、コンタクタは巻上げの途中で開放します。

この最後の一文が費用のかかる部分です。負荷がかかった状態でコンタクタが落ちることは、単に巻上げが止まるだけではありません。荷を落とすことであり、ブレーキがそれを受け止めなければなりません。

電圧低下を20%以内に収める発電機容量は、巻上機の起動方法によって変わります。直入れが最も大きく必要で、スターデルタはより小さく、ソフトスターターはさらに小さく、ドライブは最小ですが、ドライブには独自の問題があり、それが次の節です。

定格荷重	巻上モーター	直入れ用発電機	スターデルタ用発電機	ドライブ（高調波マージン込み）
1 t	1.5 kW	5～6 kVA	4～5 kVA	3～4 kVA
5 t	7.5 kW	23～26 kVA	15～19 kVA	12～14 kVA
10 t	13.0 kW	39～46 kVA	26～33 kVA	20～24 kVA
16 t	13.0 kW	39～46 kVA	26～33 kVA	20～24 kVA
20 t	18.5 kW	56～65 kVA	37～46 kVA	28～34 kVA

これらは当社の計画値で、直入れではモーターkWの3～3.5倍、スターデルタでは2～2.5倍、ドライブでは1.5～1.8倍という標準に、オルタネータの高調波発熱に対する10～20%の余裕を加えて算出しています。クレーンが唯一の負荷であることを前提としています。工場の他の負荷を加えれば、発電機はさらに大きくなります。

容量算定の根拠に含まれていないものに注意してください。クレーンの総設備電力です。20トンクレーンの合計26.1 kWで選定すると、発電機は約3分の1過大になります。クレーン走行モーターとトロリは、負荷を吊った巻上機の起動と同時に動くことはなく、仮に同時でもそれぞれ0.8 kWだからです。容量を決めるのは最大のモーター起動です。それ以外は誤差です。

クレーンは発電機の電圧波形に何をするのか？

ここでドライブは解決策ではなくなります。6パルス整流器は波形の頂点で短いパルス状に電流を引き込み、そのパルス電流が電源インピーダンスを流れて電圧をへこませます。短絡比100程度の変圧器では、そのへこみは見えません。発電機では見えます。

Cumminsはこの比較を公表しており、私が見つけた中で最も明快な数値の組です。同じ6パルスドライブ（電流THD 29%）が、過渡リアクタンス12%、短絡比8の発電機セットでは電圧THD 34%を生じます。短絡比100の変圧器では2.8%です。同じドライブ、同じ負荷で、歪みは12倍。電源のせいです。

この比を逆にたどると、結論はありがたくないものになります。電圧歪みは短絡比の逆数に比例するため、電源インピーダンスだけでIEEE 519の電圧THD 8%を達成するには短絡比約34、すなわち過渡リアクタンス約3%が必要です。標準的なオルタネータは8～14%です。発電機のkVAを増やして逃げることはできません。4倍の容量が必要で、しかも限度ぎりぎりに留まります。

電源	短絡比	THD 29%のドライブによる電圧THD	8%の限度に対する評価
電力会社の変圧器（強固）	100	2.8%	余裕をもって合格
発電機（一般的なオルタネータ）	8（12% X"d）	34%（公表値）	4倍の超過で不合格
発電機（低リアクタンス仕様）	12.5（8% X"d）	約22%（補間値）	依然として不合格
合格する発電機	34（約3% X"d）	8%	市販されていない

最初の2行はCumminsの公表値です。最後の2行は、同社が説明する短絡比の逆数関係に基づく当社の補間値であり、実測ではなく補間と明記している理由です。

実際には、発電機上の電圧THD 34%はメーターの数値のようには見えません。ドライブが直流母線過電圧でトリップし、PLCが再起動し、コンタクタがチャタリングし、現場の電気工が1週間かけて完全に正常な部品を交換し続ける、という形で現れます。

実際に私のクレーンに適用されるのはどの限度か？

3つの異なる文書があり、購入者は通常、間違ったものについて説明されます。

IEEE 519-2022は連系点における電圧と電流の歪み限度を定めます。これは系統レベルの規格で、単一のドライブではなく設備全体に適用されます。この区別が重要なのは、10トンクレーン単体ではTDD限度に余裕をもって収まっていても、工場全体では超過している場合があるからです。

連系点の母線電圧	単一高調波	総合高調波歪率
V 1.0 kV以下	5.0%	8.0%
1 kV～69 kV	3.0%	5.0%
69 kV～161 kV	1.5%	2.5%
161 kV超	1.0%	1.5%

出典：IEEE 519-2022 表1、PQ Blogによる再掲。電圧限度は絶対値であり、需要家の規模によって緩和されません。

電流歪みの方は柔軟です。これは最大需要電流に対する割合である総需要歪率（TDD）として表され、瞬時電流に対する割合ではなく、電源が弱くなるほど限度が厳しくなります。

短絡比	2～11次高調波	11～17次	17～23次	23～35次	35次超	TDD限度
20未満	4.0	2.0	1.5	0.6	0.3	5.0
20～50	7.0	3.5	2.5	1.0	0.5	8.0
50～100	10.0	4.5	4.0	1.5	0.7	12.0
100～1000	12.0	5.5	5.0	2.0	1.0	15.0
1000超	15.0	7.0	6.0	2.5	1.4	20.0

出典：IEEE 519-2022 表2、120 V～69 kV系統。6次未満の偶数次高調波はこれらの値の半分に抑えられます。

ここが有用な部分です。リアクトルのない6パルスドライブは電流THD 101.5%です。全負荷時にはこれがTDDに等しく、弱い電源に対する5%の限度に対して20倍の超過となります。5%ライリアクトルを付けると33.9%で、まだ超過です。ライン高調波フィルタを付けると4.9%となり、合格します。これらの値はSiemensが公表しているドライブ整流部の表のもので、答えを一行で示してくれます。発電機ではリアクトルは選択肢ではありません。

IEC 61000-3-12はもう一つの文書で、より下流の階層に適用されるものです。これは相あたり16 A超75 A以下の電流を引き込む機器が公共低圧系統に注入する高調波電流を制限します。つまりクレーンの容量が、そもそも適用されるかどうかを決めます。

定格荷重	400 V時のクレーン電流	適用されるIECエミッション規格
1～3 t	6～12 A	16 A未満のため、機器にはIEC 61000-3-2が適用
5 t	18.7 A	IEC 61000-3-12の範囲内、16～75 A
10 t	33.2 A	IEC 61000-3-12の範囲内、16～75 A
20 t	49.3 A	IEC 61000-3-12の範囲内、16～75 A

つまり20トンの単桁クレーンは16～75 Aの帯にどっぷり収まります。これは偶然ではなく、この市場の大半がそこに存在しているからであり、契約前にドライブメーカーのEMC宣言を読む価値がある理由でもあります。クレーンが到着してからでは遅いのです。IEC 61000-3-12は次数ごとの限度を表で定めており、あるドライブが合格するかどうかは、どの表の行に当てはまるか、ベンダーがどのリアクトルを付けたかによります。宣言を求めてください。それは存在し、持っているベンダーは1時間で送ってきます。

3つ目の文書は顧客の仕様書であり、これが実際に支配します。典型的な公共クレーン入札はこう書かれています。380 V三相50 Hz、電源変動は電圧±6%、周波数±2%（香港建築署の標準仕様EM-01-01、良い例です）。どちらの規格よりも厳しく、サプライヤーにクレーンが何を耐えるべきかを正確に伝えています。

なぜクレーンはRCDを繰り返しトリップさせるのか？

漏電遮断器から見ればドライブはモーターではなく、しかも誰かが誤ったタイプを取り付けたからです。

Doepkeの適用ガイダンスは歯に衣着せぬ言い方です。周波数変換器を備えた多相機器、とくにクレーンを名指しして、Type BまたはB+の漏電遮断器でのみ運転可能としています。故障時に平滑な直流漏洩電流が発生し、Type Aの遮断器には見えないためです。代替は絶縁変圧器か固定接続です。クレーンのドライブにType ACやType Aを使うのは、誤動作でトリップするか、保護に失敗するか、別の日にはその両方となる機器です。

問題の後半は漏洩電流で、これはモーターケーブルの長さとともに増加します。ドライブ内蔵のEMCフィルタは通常、シールド付きモーターケーブル5～10 mについてのみ有効と宣言されています。50～100 mという記載もありますが、それは出力段が駆動できる容量性負荷の話であり、EMC適合性の話ではありません。約10 mを超えると漏洩電流は著しく増加し、どのRCD感度なら保持できるかをメーカーに確認する必要があります。

ここで、スパン25 mの20トンクレーンにケーブルベア（フェストゥーン）式給電を備えた構成を考えてください。巻上機はブリッジの中央に、制御盤は一端に、走行モーターは両端にあります。フェストゥーンを考慮する前から、20～30 mのケーブル長は普通です。これはクレーンの欠陥ではありません。形状からくる物理的な帰結であり、仕様書にdv/dtフィルタ、シールドケーブル、Type B機器と書くべき理由でもあります。現場任せにしてはいけません。

同じ出典からもう一つ、他のすべてを正しく行った人を捕まえる話があります。ドライブのスイッチング周波数が上流EMCフィルタの共振周波数、またはその倍数と一致すると、フィルタが発振して漏洩電流が通常をはるかに超えて上昇し、遮断器がトリップします。スイッチング周波数を変えれば解決します。午前2時にマニュアルを読んで見つけられる人はいません。

ライリアクトルは力率の請求額を変えるのか？

はい、そしてほとんどの人が気づく以上に変わります。ドライブが宣伝する力率は、電力量計が記録する力率ではないからです。

変位力率は基本波電圧と基本波電流の間の角の余弦です。ドライブの整流部は0.96～0.98程度を与え、データシートが「高力率」と言うときの意味はこれです。真の力率は歪みを含み、関係は単純です。真の力率は変位力率を、1＋電流THDの二乗の平方根で割ったものです。

これをSiemensの電流歪み値に適用すると、状況は一変します。

ドライブ整流部	全負荷時の電流THD	変位力率	電力量計上の真の力率
6パルス、リアクトルなし	101.5%	0.98	0.69
6パルス、2～3%リアクトル	43.6%	0.98	0.90
6パルス、5%リアクトル	33.9%	0.98	0.93
6パルス＋ライン高調波フィルタ	4.9%	0.98	0.98
12パルス	8.8%	0.98	0.98
アクティブフロントエンド	1.3%	0.99	0.99

THD値はSiemensが各整流部について公表している数値です。力率の列は標準的な関係式による当社の計算で、丸めています。

リアクトルのないドライブの真の力率は0.69ですが、データシートには0.98と書かれています。どちらの記述も正しいのです。この差が、無効電力を請求する電力会社とそうでない電力会社の違いになります。

それが請求書にどう現れるかは料金体系次第で、その構造は微妙なものではありません。South Central Indiana REMCの産業用料金（2024年2月発効）は、最大需要時の実測力率が97%を下回ると請求デマンドを上方修正し、記録されたデマンドに97を実測力率で割った値を掛けます。さらに月平均が95%を下回ると、超過無効電力量料金として1 kVARhあたり0.01009ドルを加算します。

これに数字を入れてみます。実需用80 kW、請求デマンド1 kWあたり12ドルを支払う工場の場合：

工場の力率	請求デマンド	月間デマンド料金	0.97に対する年間の余分な支払い
0.97	80.0 kW	960ドル	なし
0.90	86.2 kW	1,034ドル	約890ドル
0.69	112.5 kW	1,350ドル	約4,680ドル

公表されている料金計算式に基づく当社の計算を、仮想の工場に適用したものです。見積もりでも、お客様の料金体系でもありません。しかし形は正しく、15 kWドライブの300ドルのリアクトルがクレーン上で最も安い電気的決断である理由を説明しています。

電源が400 V・50 Hzでない場合はどうなるのか？

ここで、工場では完璧だったクレーンが別の国で保証請求になるわけですが、その仕組みは1つの比、V/f比です。

誘導電動機の磁束、したがってトルクは、電源電圧を周波数で割った値で決まります。比を保てばモーターは正常に動作します。変えれば機械そのものが変わります。

モーター銘板	実際の電源	V/f比	利用可能トルク	回転数	判定
400 V、50 Hz	400 V、50 Hz	8.00	100%	100%	定格どおり
400 V、50 Hz	480 V、60 Hz	8.00	100%	120%	問題なし、20%の余裕あり
400 V、50 Hz	400 V、60 Hz	6.67	69%	120%	定格荷重を吊り上げられない
400 V、50 Hz	380 V、50 Hz	7.60	90%	100%	定格負荷で余裕なし、巻上機に注意
460 V、60 Hz	400 V、50 Hz	8.00	100%	83%	飽和し、高温になる、17%低速

トルクは比の二乗に比例するため、3行目が危険なのです。比が17%下がるとトルクは69%残りますが、モーターは20%速く回っているため、同じ巻上速度にはモーターが出せる以上の出力が必要になります。故障は劇的ではありません。巻上機は銘板定格荷重を吊り上げられなくなり、その過程で高温になるだけです。

救いは、これらのクレーンのほとんどがドライブ付きで出荷されることです。ドライブは、電源ではなくモーターに合わせて設定されていれば、50/60 Hz問題を消してくれます。ドライブの基準周波数と基準電圧を銘板に合わせれば、電源が何であれ正しいV/fを供給します。注意点は、ドライブの出力電圧は入力電圧を超えられないことです。基準速度で400 Vを必要とする50 Hzモーターは、380 V電源からはトルク曲線の10%を失わずには動かせません。

そして許容差の話はまた別です。IEC 60034-1は電源条件を2つのゾーンに分けます。ゾーンAは電圧±5%、周波数±2%で、モーターは緩やかな温度上昇で定格トルクを出します。ゾーンBは電圧±10%、周波数+3／-5%で、定格トルクはまだ得られますが温度上昇が高く、運転は短時間であるべきです。NEMA MG 1は紙の上ではより緩く、電圧±10%、周波数±5%で、複合変動は10%に制限されます。1日8時間をゾーンBで過ごすクレーンは、規格が何を許していても絶縁寿命の短いクレーンです。

制動抵抗器か回生ドライブか？

単桁クレーンなら制動抵抗器です。算術を示し、その後で逆転するケースを示します。

荷を降ろすとモーターは発電機になります。エネルギーはどこかへ行かなければなりません。制動チョッパは抵抗器に熱として捨てます。回生整流部は電源側に戻します。ABBのエンジニアリングガイドは90 kWのクレーン巻上機で両案を計算しています。盤内のチョッパと抵抗器が7,500ユーロ、IGBT整流部は2,000ユーロ高く、4,000ユーロのエネルギーを回収します。その機械では回生が勝ち、ABBはクレーンに推奨しています。

その機械は90 kWの巻上機で、年間稼働率20%、制動時間3分です。単桁クレーンの巻上機は1.5～18.5 kWで、1回の巻上げあたりのエネルギーは実用上、質量と高さの両方が小さくなるため質量比の二乗で小さくなります。

定格荷重と揚程	60%負荷時の負荷降下1回あたりのエネルギー	65%での回収量	A5運転での年間回生量	0.12ドル/kWhでの価値	1,500～3,000ドルの追加費用に対する回収期間
5 t、6 m	0.049 kWh	0.032 kWh	384 kWh	46ドル	33～65年
10 t、6 m	0.098 kWh	0.064 kWh	766 kWh	92ドル	20～38年
20 t、9 m	0.294 kWh	0.191 kWh	2,292 kWh	275ドル	9～16年

当社の計算です。年間運転2,000時間、1時間あたり12回の巻上げ、その半分が荷降ろし、閉ループ回生効率65%、この容量帯でチョッパと抵抗器に対する回生整流部の追加費用1,500～3,000ドルを前提としています。

20トンクレーンでの9～16年は投資案件ではなく、先に更新されるかもしれない20年の資産における誤差です。だからチョッパを指定し、その差額をライリアクトルに回してください。ライリアクトルは、荷が降りるときだけでなく、すべてのシフトの毎時間、何かを返してくれます。

例外は述べておく価値があります。輸出市場が向かっている先だからです。購入者がすでに弱い電源でデマンド料金を払っている場合、またはサイトが発電機で動いていて回生された1キロワット時が燃やさないディーゼルである場合、1 kWhあたりの価値は系統料金の2～3倍になり、20トンのケースは5～8年の範囲に入ります。除外する前に、電気が実際にいくらかかるかを聞いてください。発電機サイトでは、答えは通常0.12ではありません。

対策費用はいくらで、どの順に支出すべきか？

安いものから順に、そして安い側が仕事の大半をします。以下の費用は13～18.5 kWの巻上ドライブ、つまり10～20トンの単桁クレーンを対象とした概算範囲です。プロジェクト見積から得た当社の計画値であり、価格表ではありません。

対策	実施後の電流THD	実施後の真の力率	概算費用	適切な選択となる条件
5%ライリアクトルまたは直流リンクチョーク	33.9%	0.93	200～600ドル	輸出向けクレーンの標準
3%ライリアクトル	43.6%	0.90	150～450ドル	強固な系統電源で盤までの距離が短い場合
パッシブ・ライン高調波フィルタ	4.9%	0.98	1,200～3,500ドル	発電機電源、または契約上のTHD値がある場合
アクティブフロントエンドドライブ	1.3%	0.99	1,800～4,500ドルの追加費用	いずれにせよ回生が必要、または限度が厳しい場合
12パルス＋位相シフト変圧器	8.8%	0.98	6,000～15,000ドル	ドライブあたり概ね75 kW超で、リアクトルでは不足する場合
連系点のアクティブフィルタ	母線で5%未満	1.0に近い	4,000～12,000ドル	後付け、または複数のドライブが既設の場合
発電機の容量を過大にする	変化なし	変化なし	15,000～40,000ドルの追加	高調波に対しては決して適さない。電圧歪みを減らすが、なくしはしない

この表について言うべきことが2つあります。1つ目は、最下行が最も多くの購入者が選ぶものだということです。アクセサリーではなくエンジニアリングのように聞こえるからであり、リストの中で最も価値が悪い選択です。2つ目は、最上行は実は高調波対策ではないということです。ライリアクトルはドライブを電源の過渡やコンデンサ開閉から守るものであり、Pacific Gas and Electricのアプリケーションノートが誤動作する過電圧トリップの標準的な対策として3%リアクトルを推奨している理由でもあります。高調波の低減はおまけでついてきます。

クレーンを発電機に接続するなら、順序を飛ばして3行目に直行してください。パッシブフィルタの費用は46 kVAと65 kVAの発電機の差額とほぼ同じで、しかも発電機では解決できない問題を解決します。

RFQの電気部門には何を書くべきか？

10行です。そのどれもが、いつか当社か顧客の1週間を失わせました。

1. 電源電圧、周波数、実測許容差。 公称値ではなく。クレーン盤で355 Vを測定する現場は、400 Vを測定する現場とは別のクレーンです。

2. 電源の種類と短絡比。 電力会社の変圧器ならkVAとインピーダンス、発電機ならkVAと過渡リアクタンス。リアクタンスがなければ高調波の問いに答えることはできません。

3. 巻上機の起動方式を要件として明記。 直入れ、スターデルタ、ソフトスターター、ドライブのいずれか。サプライヤーの標準仕様に任せないでください。

4. ドライブ整流部の仕様と、全負荷時の電流THD。 「フィルタ付き」という言葉ではなく数値で。クレーン電流が16 Aを超えるなら、IEC 61000-3-12に基づくEMC宣言を求めてください。

5. ライリアクトルまたは直流リンクチョークが含まれるか、そのパーセント値。 図面になければ、盤の中にもありません。

6. モーター銘板を実際の電源に合わせる。 電圧だけでなくV/f比を。この一行が上の表の60 Hzの罠を防ぎます。

7. 運転等級と1時間あたりの起動回数を機構ごとに。 負荷率30%で毎時180回起動に定格された巻上機は、50%で300回に定格されたものとは別のモーターであり、価格差は現実のものです。

8. 制動方式。 チョッパと抵抗器、または回生。加えて、現場に長い下降がある場合は抵抗器の負荷定格も。

9. 接地と漏電保護。 Type BまたはB+の機器、シールド付きモーターケーブル、最大ケーブル長、dv/dtフィルタの要否。誰が何を供給するかを明記してください。

10. ドライブの試運転を誰が、何に基づいて行うか。 工場でモーター銘板に合わせてパラメータを設定するのか、現場で実際の電源に合わせて設定するのか。これが、動作するクレーンと、誰も再現できない試運転報告書を持つクレーンの、最も一般的な差です。

よくある質問

単桁クレーンを発電機で運転できますか？

はい、実際に多くの現場でそうされています。発電機の容量は接続負荷ではなく最大のモーター起動で決め、電圧低下を20%以内に収め、巻上ドライブにライリアクトルを取り付けてください。10トンクレーンは直入れ巻上機なら39～46 kVA、ドライブ経由なら20～24 kVAが必要です。ただし、素の6パルスドライブを63 kVAの発電機に直接つないで、電圧波形がIEEE 519内に収まると期待することはできません。標準的な電気仕様については単桁クレーンのラインナップをご覧ください。

17.6 kWのクレーンに46 kVAの発電機が必要なのはなぜですか？

巻上モーターが巻上げのたびに2～3秒間、全負荷電流の6～8倍を引き込み、発電機はその間ずっと電圧を保持しなければならないからです。発電機は17.6 kWの運転負荷に合わせて選定するのではなく、過渡状態に合わせて選定します。ドライブはその過渡の大部分を取り除くため、当社の表のドライブ給電の列は直入れの半分以下になります。そしてその節約分が通常ドライブの費用を賄います。

大きな発電機はライリアクトルより安上がりですか？

まれにしかそうならず、多くの場合は全く機能しません。電源インピーダンスだけで電圧歪みを下げるには短絡比34程度、すなわち過渡リアクタンス約3%が必要です。標準的なオルタネータは8～14%なので、限度ぎりぎりに収めるには4倍の容量の発電機を買うことになります。5%ライリアクトルなら、数百ドルで電流THDを101.5%から33.9%に下げ、どの発電機容量でも役割を果たします。

クレーンにType B漏電遮断器が必要ですか？

周波数変換器を搭載しているなら必要です。Doepkeのガイダンスは明確で、周波数変換器を備えた多相機器（クレーンが名指しされています）はType BまたはB+の遮断器でのみ運転可能としています。故障時に平滑な直流漏洩電流が発生し、Type Aの遮断器では検出できないためです。絶縁変圧器や固定接続も許容される代替手段です。クレーンのドライブにType AC遮断器を使うのは、誤動作によるトリップを待つようなものです。

50 Hzのクレーンは60 Hz電源で使えますか？

モーターは使えますが、巻上機は使えない可能性があります。V/f比を維持すれば、モーターは20%高い回転数で同じトルクを出します。400 V 50 Hzのモーターを400 V 60 Hzで運転すると、比は8.00から6.67に低下し、トルクの31%を失って巻上機は銘板定格荷重を吊り上げられません。電源に合わせてモーターを指定するか、ドライブを搭載して基準電圧と基準周波数を銘板に合わせて設定してください。

巻上機に回生ドライブを購入すべきですか？

単桁クレーンでは不要です。A5運転の5トンクレーンで回収できるエネルギーは年間約384 kWh、価値は46ドルで、追加費用は1,500～3,000ドルです。重負荷運転の20トンクレーンでも、系統電力では回収期間が9～16年となり、投資案件にはなりません。状況が変わるのは、限界の1キロワット時がディーゼルである発電機サイトや、ABB自身の計算例が回生の回収を示す50トン超のプロセスクレーンです。まずはリアクトルにお金をかけてください。