発電機の選定

今日は神社の祭日でした。
終わってからお日待ちで、ずっと休みなしで神社の行事が続いていましたが、ようやくひと段落です。

とはいえ、昼に電話があって、原木を配達に来たけど、ユンボがない、という用件だったわけですが、薪仕事の方は、明日から仕事始めです。
乾燥機の件もありますし。

それはそうと、前々から気になっていたことではあるんですが、三相モータを使っている機械を発電機で使う場合、どれくらいの容量が必要になるのか、ということについて調べてみました。

そのものズバリがありました。

始動方式に、直入と ⅄−△ とあります。
さっぱりわかりません。。。
まあ、直入のほうが大きな数字なので、最悪これだと思っていればいいんでしょうが、モータを見たら、銘板なんかに始動方式も書いてあるのでしょうか。

うちで使っている薪製造機ですが、現在はエンジンです。
これを電動化した場合ですが、電動バージョンというのもあって、7.5kW のモータが積んであるようです。
持っている発電機は 10kVA と書いてあるのですが、これが使えるのかな、というのが疑問の始まりなのです。
というのも、エンジンがガソリンなので、ガソリン自体の取扱いの問題、そして、軽油よりも税金が高く、さらにその税金に消費税が課税される(軽油は課税されない)、というような状態なので、電動化も視野に入れているのです。

それで、直入の場合、7.5kW の場合、25.4kVA の発電機が必要になります。
全く足りないですね。

運転の場合でも、11.1kVA 必要になるようで、少し容量が足りません。
力率、当物の意味がわからないのですが、10kVA に 0.8 を掛けると、出力としては 8kW になるので、7.5kW の電動機の運転は可能になるのではないのかと思うのですが。

今までの経験では、3.7kW の高圧洗浄機は起動できたのですが、これくらいが限界なのかなという感じです。

それで、多分、当面導入できないとは思いますが、POSCH の薪製造機の場合はどうかというと、27kW と書いてあります。
表に 27kW がないのですが、大体モータの出力の 3.38 枚程度の数字になっているので、91kVA くらいの容量が必要になりますね。
そうなると、100kVA で 400V/50Hz の出力ができるものが必要です。

maruichi さんで、165 万ですね。
まあ、そんなものなのでしょうね、相場は。

もし、四国電力で、動力を契約した場合、基本料金が問題になりますね。
1kW あたり、1,116.5 円かかりますので、仮に 30kW の契約をすると、33,495 円/月の基本料金が発生し続けます。
薪割りを 4 時間、週に 4 日行った場合、4 x 4 x 4 x 27 = 1,728kWh の電力を消費し、夏期の 15.8 円の単価の場合、27302.4 円かかることになります。
都合、60797.4 円/月で、年間 729,568.8 円の電気代がかかります。
1kWh あたり、35.2 円もかかっていることになります。

一方、発電機の場合はどうでしょうか。

100kVA のものを 50% 負荷で運転した場合、12.4L/h 消費するようです。
25% だと、7.6L/h ですので、30% だと、9 — 10L/h 程度になるのではと思います。
仮に 10L とすると、今軽油が 140 円くらいですから、1 時間あたり 1,400 円かかることになります。
4 x 4 x 4 x 1,400 = 89,600 円/月の燃料代ですね。
免税軽油を使うことで、30 円/L 程度は安くできると思われます。
この場合、70,400 円/月です。

つまり、イニシャル(発電機の購入費用 or 電気工事費)を無視すれば、どちらのケースでも今くらいのペースであれば、コストは大差がない、ということになります。

あと、ものすごく気になっていることがあるんですが、電気自動車、例えばリーフとかあるじゃないですか。
あれをバラして、あるいはバラさず、FF だったらフロントをジャッキアップしてそこにトラクター PTO シャフトを繋いで定速運転とかさせられないかなと思うのです。
そうすれば、基本料金が高額な動力の契約をする必要がありません。
単相をそこそこの容量で契約して、充電すればいいでしょうし、卒 FIT の余剰の電力を貯めてもいいでしょうし。

こういうことをしている人もいるわけで、トラクタの場合、440rpm くらいだったと思うので、タイヤの外周が 2m だとすると、2 x 440 x 60 = 52800m/h, 52.8km/h くらいですね。
4 時間だと、200km ちょっとの航続距離があれば、電池的には足りるような気がします。

たちまちのことではないので、おいおい調べていこうと思います。

あと、話を乾燥機の方に戻すんですが、やはり、クロスフィーダーは設計がまずいと思うのです。
これも、園から電話をもらったんですが、M さんが修理のためにいろいろやってくれているようで、ただ、20mm くらい、幅の 70mm くらいある無垢の鉄のプレートが曲がっている、ということなんです。
チップを搬送するのに、それだけの強度があるものを捻じ曲げるほどの力をかける必要はないと思います。

それで、これもスクリューコンベア、アルキメディアン・スクリュー を利用するのがスマートだと思うのです。
なぜなら、今の方式は摺動するので、油圧シリンダを使っているのですが、この場合に、チップが引っかかってそれを押しつぶそうとしてプレートが曲がってしまっているわけで、そもそも、押さなければいいわけです。
スクリューであれば、回転運動により一方通行ですので、噛み込むとしてもスクリューとケーシングの間のみ、ということになりますが、これに関しては、スクリューの軸自体にあそびを設ける等の対策がいくらでもできるので、比較的簡単な調整で済むと思うんですよね。

それで、思い込みというのは怖いもので、上のアニメーションのようなもの、そういう固定概念がありました。
これはちょっと試作するのが骨が折れるよね、と。
なので、アースオーガとかの既製品を流用しようかと思ったりしたんですが、そうすると、ネジの向きが同じなので、一本の軸で繋いで、同じ方向に回す、ということができません。

コイルスプリングを使うのはありかもしれません。
でも、あれ、巻き方向、左右で同じでしょうか?
スプリングであれば、ある程度柔軟性があるので、異物の噛み込みに対しても力が逃げるため破損等のリスクは低そうです。

とりあえず、芯になる棒にゴムを巻きつけたものをクルクル回すというシンプルなものでも、耐久性差はさておき、上手く搬送できるのか、というようなことは下調べができそうです。
ちゃんと作っても上手く行くかどうかはわかりませんし、多いなチップが詰まったりしないのか、という懸念もあります。
上手くいったら、材質をゴムからバネに変更する等、それから考えたらいいんじゃないかなと思います。

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発電機の選定」への7件のフィードバック

  1. 3相直入れモーターを発電機で運転する場合の目安は、モーター容量の3倍の発電機です。

    ⅄−△始動はモーターのコイルの配線をスター結線で始動した後、数秒後にデルタ結線にに切り替えます。

    始動電流を小さく出来ますが、始動トルクが小さいので始動時に全負荷が掛かるような負荷はアンロード状態で始動します。

    始動電流を下げるのならソフトスターターを使うのが良いです。
    インバーターと違い、等価逆相電流がないので発電機を小さく出来ますよ。

  2. そうそう、リーフのリチウムイオン電池は20kVAを超えて居るので、固定設備として使用する場合は消防法の規制を受けます。
    分類上は第4類危険物第2石油類です。

    それならリーフは何故規制されないかと言うと「自動車」だから移動するので固定設備では無いと見なされて規制の対象外です。

    災害時に家の電源に使うのはどうなんだというのには、大前提として「ナンバーを取得している移動可能な自動車」だからです。

  3. 今、ガソリンが高いので、10kVA のディーゼル発電機があり、薪製造機を 7.5kW の三相モータに挿げ替えられないかな、と思っています。
    10kVA なので、力率 80% ということは 8kW までは運転できるんじゃないの、と単純に考えたんですが、アクティのページだと微妙に足りないようにも読めるんですよね。
    もともと、メーカーのモータ使用の場合、7kW のモータが座っています。
    それでもし始動自体も 10kVA の発電機で可能になるのであれば、軽油は配達してもらえるので、この際、電動化してしまいたいなと思っているのです。
    ソフトスタートというもので、そういうことは可能なものですか?
    油圧ポンプは減速直結なのですが、保護機能を有効にすると、油圧回路をほとんど無負荷にすることはできます。

  4. モーターの始動電流を考慮しないとならないから、定格電流だけで選定できないです。
    無負荷でも直入れ始動は定格電流の6~7倍の始動電流が掛かります。

    ソフトスターターは始動時間を長くすれば、始動電流のピークを下げる事はできますが
    その分始動トルクも低くなるので、負荷特性に応じた調整が必要です。

    油圧ポンプは低減トルク負荷でいいのかな?

    おおざっぱな始動電流制限の調整幅は150%~700%位ですから
    7kWのモーターを10kVAの発電機で始動するのは無理でしょう。

  5. バッテリでもを使って始動時だけ 30kVA くらいの容量に瞬間耐えるようにすれば、10kVA の発電機でも行けそうな気もしましたけど、そういう商品を見たことがないということはまあ、そういうことなんでしょうかね。
    ふと思うんですが、車みたいにセルモータで大きなモーターを回して始動できないものですかね。
    リーフの件ですが、何か別売りの装置を使えば、60A くらいまで電気が取り出せるようですが、その装置が結構高いようです。
    まあ、法的な問題はナンバーを維持するコストと、電気代の天秤かなと思いますが、60A だと 6kW ということだから、微妙ですね。

  6. 内線規定で直入れモーターの始動時間は6秒以内と規定されているので
    最大6秒間は始動電流に耐えられる必要があります。

    でかい羽根が付いた大型ファンの様なイナーシャーが大きい負荷は別の対応が必要ですが
    ポンプはイナーシャが小さいので、始動時間は短くて済むかな。

    モーターの始動時に別のモーターでアシストするのは聞いたことがないなぁ。
    機構が複雑になるからメリットが無いのでしょう。

  7. とりあえず、無理して電動にする必要はなさそうですよね、どうせ発電機を使うなら。
    計算してみたんですが、動力を契約して基本料金を払うと、1kWh あたり 30 円を超える単価になるんですよ。
    発電機の燃料代もそんなもんなんで、電気設備の工事自体はドブに捨てるようなものですからね。
    発電機ならリセール価値が高いし。
    で、エンジンで油圧ポンプを回せば、発電時のロスすらなくて、始動のために大きなエンジンを据える必要もないということになります。
    発電系が死んでる防音ディーゼル発電機を拾ってきて、油圧ユニットを作ればそれで済みますね。
    これが一時凌ぎには一番安上がりかも。

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