「新品に交換したのに、なぜすぐ壊れる？」～老朽設備をIE3（トップランナー）モータへ更新する際の「3つの落とし穴」と対策～

はじめに：震災から10年以上、いま現場で起きていること

東日本大震災（3.11）から10年以上が経過しました。当時、復興や節電対応に追われ、本来更新すべき時期を過ぎても「延命処置」で稼働を続けてきた設備が、今まさに限界を迎えつつあります。
特に、1980年代～2000年代に導入された標準効率モータ（IE1）から、最新のプレミアム効率モータ（IE3）への更新工事が増えていますが、ここで予期せぬトラブルが多発しています。
•高価な最新モータに入替えたのに、寿命が短くなった」
•「交換した直後にブレーカーが落ちた」
これはモータの品質の問題ではありません。「非常に高性能なモータ（IE3）」を、長年の稼働で疲弊した「古い設備環境」にそのまま組み込むことで生じる「不整合」が原因です。
本記事では、実際のトラブル事例写真とデータを交え、更新時に注意すべき物理的・電気的なメカニズムを解説します。

1. 【性能の罠】「効率が良い」＝「回転数が上がる」という事実

IE3モータへの更新で最も誤解されやすい点が「回転速度」の変化です。以下のグラフをご覧ください。

左側のIE1（標準効率）は、負荷がかかると適度に回転数が落ちる（スリップする）性質がありました。一方、右側のIE3（プレミアム効率）はロスを極限まで減らしているため、負荷がかかっても回転数が落ちにくい（実回転数が速い）という特徴があります。
なぜこれが危険なのか？
ポンプや送風機において、軸動力（消費電力）は「回転数の3乗」に比例して増大します。
例えば、モータの回転数がわずか数％上がっただけでも、消費電力は10％近く跳ね上がることがあります。その結果、モータは常に設計値以上の仕事を強いられることになります。

2. 【焼損の罠①】知らぬ間に進行する「過負荷焼損」

回転上昇により仕事量が増えすぎた結果、モータがどうなるかを示したのが下の写真です。

【症状：全相焼損】
巻線全体が均一に真っ黒に焦げているのがわかります。
これは突発的なショートではなく、許容範囲を超えた電流が長時間流れ続けたことによる「熱劣化」です。
古いIE1モータ（SF-TH等）は頑丈で、多少の過負荷も許容してくれましたが、IE3は定格出力に対して非常にシビアです。「新品だから大丈夫」という油断が、この真っ黒なコイルを招いてしまいます。

3. 【焼損の罠②】始動時の衝撃による「欠相焼損」

もう一つのトラブルは、電気を送る側（開閉器やブレーカー）の不整合です。
IE3モータは、IE1に比べて始動電流（突入電流）が大きくなる傾向があります。既設の古い電磁開閉器（マグネットスイッチ）をそのまま流用すると、始動時のスパークで接点が溶着したり、導通不良を起こしたりすることがあります。
その結果、3本ある電源線のうち1本が通電しない状態で運転され、以下の写真のような状態になります。

【症状：欠相焼損】
図2とは異なり、特定の場所（相）だけが焦げて、他は無事な箇所が残っています。
これはモータ自体の不良ではなく、**「制御盤内の機器が、高性能なモータの始動電流に耐えられなかった」**ことの証明です。

4. 【重量の罠】220kWクラス更新時の物理的リスク

特に200kWを超えるような大型モータでは、効率向上のために鉄心や銅線が増量されており、IE1時代に比べて重量が増加（数％～10％程度）しているケースが多く見られます。
これを、30年以上前の「錆びたベース」や「ひび割れたコンクリート基礎」にそのまま設置するとどうなるでしょうか？
•芯出し（アライメント）の狂い: 重みと振動でベースが歪み、軸ズレが発生します。
•ベアリングの早期破損: 軸ズレによる負荷で、新品のベアリングがわずか数ヶ月で異音を発します。
古くからの格言に「新しいぶどう酒は、新しい革袋に入れよ」という言葉がありますが、まさに現代の設備更新に当てはまる教訓です。