産業機械の所要電気容量の計算方法とは？三相電動機を含む一次電源容量の求め方を解説

産業機械を納入する際、電気工事業者から「所要電気容量」や「必要電源容量」の提出を求められることがあります。これは、建物側の受電設備やブレーカー容量、配線サイズを適切に設計するために必要な情報です。

特に400Vと200Vのように複数の一次電源を使用し、それぞれに三相電動機が接続されている機械では、単純にモーター容量を合計するだけでは不十分です。この記事では、産業機械メーカーが押さえておきたい所要電気容量の考え方と計算方法を解説します。

所要電気容量とは何を意味するのか

所要電気容量とは、その機械を正常に運転するために必要となる電力の大きさを表したものです。電気工事業者がこの数値を確認することで、機械へ供給する電源設備を決定します。

具体的には、分電盤やブレーカーの容量、電源ケーブルの太さ、変圧器の容量などを選定するために使用されます。容量が不足すると、運転時にブレーカーが落ちたり、電圧低下による機械トラブルが発生する可能性があります。

一方で、必要以上に大きな設備を選定すると、設備費用が増加するため、適切な計算が重要になります。

三相交流で使用する電動機の場合、一般的には以下の式を使って消費電力を求めます。

電力（kW）＝√3 × 電圧（V）× 電流（A）× 力率 × 効率 ÷ 1000

ただし、機械メーカーが電気容量を提出する場合は、モーター単体の消費電力ではなく、メーカー指定の入力電力や定格電流を基準にすることが多くあります。

例えば、400V三相で定格電流10Aのモーターの場合、力率や効率を考慮すると、おおよそ数kW程度の入力容量が必要になります。

複数の電動機が搭載されている機械では、それぞれのモーター容量を確認して合計します。ただし、すべてのモーターが常時最大負荷で動作するとは限りません。

例えば、搬送装置に10台のモーターが付いていても、制御によって同時運転するのが5台だけの場合、単純に10台分を合計すると過大な容量になる可能性があります。

そのため、実際の設計では「同時使用する最大電力」を基準にします。機械メーカーでは、運転パターンや制御内容を考慮して必要容量を算出します。

今回のように400Vと200Vの2系統の一次電源が必要な機械では、それぞれ別々に容量を計算します。

電源系統	確認する内容	計算対象
400V系	三相電動機など	各機器の定格電流を合計
200V系	制御機器、補助モーターなど	使用機器の消費電力を合計

例えば、400V側に30kW相当のモーター群、200V側に制御盤や小型モーターが接続されている場合、それぞれについて必要電流値や容量を提出します。

電源系統が異なる場合、400Vと200Vを合算して一つの容量として提出するのではなく、通常は「400V側〇kVA」「200V側〇kVA」のように分けて提示します。

正確な容量を算出するためには、機械の電気図面や仕様書を確認する必要があります。特に以下の項目は重要です。

特にインバーターやサーボモーターを使用している機械では、モーター容量だけではなく、ドライブ装置の入力容量を確認する必要があります。

また、起動時には通常運転時より大きな電流が流れる場合があるため、瞬時電流についても考慮することがあります。

一次側電気工事業者へ提出する資料としては、単なる総容量だけではなく、以下のような情報を求められることがあります。

例えば「AC400V 三相 50Hz 最大電流45A」「AC200V 三相 20A」のように提出すると、電気工事業者は適切な一次側設備を設計できます。

産業機械の所要電気容量は、搭載されている電動機や制御機器などの電力を確認し、実際に同時使用する最大負荷を基準に計算します。

400Vと200Vの2系統を使用する場合は、それぞれの系統ごとに容量を算出し、別々に提出するのが一般的です。

正確な計算には、モーター容量だけでなく定格電流、インバーター容量、ヒーター負荷、制御機器の消費電力などを確認することが重要です。機械メーカーとしては、電気仕様書や回路図から必要容量を整理して提出することで、納入先の電気工事をスムーズに進めることができます。