三相モータ全負荷電流(kW→A) 計算ツール｜200V/400V誘導電動機・始動電流・ブレーカ・電線サイズまで

計算式と単位系

全負荷電流

I(A) = P(W) / (√3 × V(V) × η × cosφ)

三相誘導電動機の全負荷電流は、定格出力P(W)を線間電圧V・効率η・力率cosφで割り、√3で除して算出します。3.7kW・200V・効率0.88・力率0.85の場合、I=3700/(1.732×200×0.88×0.85)≒14.3Aとなります。

始動電流

直入始動: I_st ≒ I × 6〜8倍

スターデルタ始動: I_st ≒ I × 2〜3倍

インバータ始動: I_st ≒ I × 1〜1.5倍

始動時は静止した回転子を加速するため、大きな突入電流が流れます。直入始動では定格の6〜8倍の突入電流が数秒間流れ、電圧降下・他機器停止・ブレーカ動作を引き起こします。11kW超では原則スターデルタ、55kW超ではインバータ始動が定番です。

効率と力率の目安

2015年以降の販売品はIE3(プレミアム効率)以上が義務付けられており、上表はIE3ベースの目安値です。低負荷運転(50%以下)では効率・力率とも大きく低下するため、実務ではメーカーカタログの負荷特性図で正確な値を確認します。

200V誘導電動機の早見表

実務では「1kWあたり約4A(200V三相)」の暗記値でざっくり見積もりが可能。3.7kW=16A、5.5kW=23A、7.5kW=31A、11kW=45A、15kW=61Aと覚えるのが電気工事士・電気主任技術者の実務標準です。

400V化のメリット

大容量モータでは三相400V化(実質420V〜440V)が経済的です。200V比で電流が半分になるため、電線サイズ・変圧器容量・受電設備コストを大幅削減できます。

電力損失も1/4になるため、長距離配線・大容量負荷では400V化が必須です。ただし人体に対する感電リスクが上がるため、絶縁抵抗・接地・漏電遮断器の設計はより厳格になります。日本の低圧受電契約(50kW未満)では200V三相が主流ですが、50kW以上の高圧受電では400V三相の展開が標準です。

始動方式の選定

IE3プレミアム効率規制

IE(International Efficiency)はIEC 60034-30-1で定義される三相誘導電動機の効率区分で、IE1(標準効率)・IE2(高効率)・IE3(プレミアム効率)・IE4(スーパープレミアム)の4段階があります。

日本では省エネ法(トップランナー制度)により、2015年4月以降に販売される0.75〜375kWの三相誘導電動機はIE3以上が義務化されました。既存設備の更新時もIE3対応品への切替が推奨され、初期投資は10〜15%高くなりますが、年間電力消費量が5〜10%削減され、通常3年以内でペイバックします。

ブレーカ・MMSの選定

選定基準

配線用遮断器 定格電流 ≥ 全負荷電流 × 1.5〜3倍

モータは始動時の突入電流で誤動作しないよう、通常負荷の1.5〜3倍で選定します。標準的な配線用遮断器(MCCB)では瞬時引外し要素が突入電流で動作する場合があるため、モータ用MMS(Motor Manual Starter)を使うのが確実です。

MMSの特徴

過負荷保護は熱動継電器(サーマルリレー)を別途組み合わせるのが定番構成で、MMS+電磁接触器+サーマルリレーの3点セットが標準的なモータスタータになります。

電線サイズと電圧降下

電線サイズ選定

電線サイズ ≥ 全負荷電流 × 1.25倍(内線規程3705-3)

電線サイズは全負荷電流の1.25倍以上の許容電流を持つように選定します。内線規程・電気設備技術基準に基づき、周囲温度・敷設方法(気中/管内/地中)・並列数で許容電流が変わるので補正が必要です。

電圧降下の計算

電圧降下 e = √3 × I × (R·cosφ + X·sinφ) × L / 1000

電圧降下は内線規程で幹線2%以内・分岐回路も含めて4%以内が目安。3.7kWモータ(電流16A)を5.5mm²ケーブルで100m配線した場合、電圧降下は約6.5V(200Vの3.3%)となり、幹線2%を超える場合は電線サイズアップまたは400V化が必要です。

力率改善(進相コンデンサ)

誘導電動機の力率は0.75〜0.90で、進相コンデンサを並列接続することで0.95以上に改善できます。電力会社の力率割引(85%基準)で電気料金が最大15%減額される他、変圧器・配線の負荷余裕が拡大するメリットがあります。

コンデンサ容量が大きすぎると進み力率となり、無効電力送出でシステムに悪影響を与えるため、電動機定格出力の30〜50%以下に抑えるのが実務標準。JIS C 4901「低圧進相コンデンサ」適合品を選ぶのが原則です。

業界・現場での使い方

よくある間違い・注意点

• 効率・力率を1.0で計算 ― 実効率0.88・力率0.85なら電流は約1.34倍増。過小電流で電線・ブレーカ不足になる。カタログ値の適用が必須。
• 始動電流を無視してブレーカ選定 ― 直入始動は定格の6-8倍の突入電流。標準MCCBは瞬時要素で誤動作する場合あり。MMS+専用サーマルリレーの構成推奨。
• 全機器同時始動を想定せず ― 複数モータの同時起動で電圧降下重畳し他機器停止。シーケンス起動で分散、または始動タイミングを制御。
• IE1標準効率品を新規採用 ― 2015年以降は0.75〜375kWのIE3以上義務化(トップランナー規制)。既存機は使用可だが、新規購入は違法。
• 力率改善コンデンサ過大 ― コンデンサ容量が大きすぎると進み力率となり、無効電力送出で系統に悪影響。定格出力の30-50%以下に。
• 電圧降下計算の省略 ― 長距離配線(100m超)では電圧降下2%超過で起動不良・トルク低下発生。内線規程の電圧降下計算を必ず実施。
• 逆相接続 ― 三相モータは3線の順序で回転方向が決まる。ポンプ・ファンの逆転で配管損傷・機械故障。3相の相順を必ず確認。
• 接地(D種)未施工 ― 電気設備技術基準でD種接地(100Ω以下)必須。感電・漏電火災の予防に不可欠。漏電遮断器(ELCB)との併設が標準。

関連する規格・法規

• JIS C 4034-1 回転電気機械 定格及び性能 ― 三相誘導電動機の定格・性能・試験方法の国内標準。IEC 60034整合。
• JIS C 4213 一般用低圧三相かご形誘導電動機 ― 一般用の三相誘導電動機の定格・寸法・性能規格。
• JIS C 4212 高効率三相かご形誘導電動機(IE3プレミアム効率) ― 省エネ法対象のIE3規格。2015年〜義務化。
• IEC 60034-30-1 ― International Efficiency(IE1-IE4)の国際規格。日本のJIS C 4212の元規格。
• 省エネ法(エネルギーの使用の合理化等に関する法律) ― トップランナー制度で三相誘導電動機のIE3化を義務化。
• 電気設備技術基準・同解釈 ― 電気設備の設計・施工の法令基準。電線サイズ・絶縁・接地・漏電保護。
• 内線規程(JEAC 8001) ― 民間工事の電気設計・施工の実務標準。日本電気協会制定。
• JIS C 4901 低圧進相コンデンサ ― 力率改善用コンデンサの規格。JIS適合品を選定するのが実務標準。
• JEM 1101 電動機始動方式 ― 直入・スターデルタ・インバータ・リアクトル始動の規格。

参考文献・公的資料

設計・施工・保守の詳細を確認する場合は、下記の公的機関・業界団体の資料を参照してください。

• 日本産業標準調査会(JISC) ― JIS規格の公式検索。JIS C 4034-1・4213・4212等の電動機規格。
• 経済産業省 トップランナー制度 ― 省エネ法におけるIE3電動機の義務化基準。
• 一般社団法人 日本電機工業会(JEMA) ― 電動機業界団体。JEM規格の制定・IE3対応機器の技術情報。
• 一般社団法人 日本電気協会(JEA) ― 内線規程(JEAC 8001)の制定団体。電気工事実務の権威。
• 経済産業省 電気設備技術基準・解釈 ― 電気事業法に基づく設備の技術基準。
• IEC(国際電気標準会議) ― IEC 60034(回転電気機械)等の国際規格。
• 経済産業省 資源エネルギー庁 ― 省エネ法・エネルギー基本計画・電力政策の公式資料。
• 東京電力パワーグリッド ― 電力会社の代表。低圧・高圧受電契約・力率割引の公式資料。
• 一般財団法人 電気技術者試験センター ― 電気工事士・電気主任技術者試験の実施団体。試験科目に電動機負荷計算が含まれる。
• 一般財団法人 省エネルギーセンター(ECCJ) ― 省エネ推進機関。電動機効率化の技術資料・診断事業。

よくある質問（FAQ）

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