工場や設備に欠かせない電動モーター。
その中でも、「速度を自由に変えられる」という
特長をもつのがインバーター制御です。
ではなぜ、インバーターを使うと
モーターの回転数を調整できるのでしょうか？
本記事では、そのしくみを初心者にもわかりやすく解説します。
そもそもインバーターとは？
インバーターとは、簡単に言うと
「電気の周波数を変える装置」です。
交流（AC）モーターの回転数は、
この周波数によって決まるため、
インバーターで周波数を変えれば、
回転数も変えられるというわけです。
回転数は「周波数」で決まる！
三相誘導モーターなどのACモーターの回転数（n）は、
次の式で表されます。
\( \displaystyle N=\frac{120×f} {P}\)
- N
- モーターの回転数（rpm）
- f
- 電源周波数（Hz）
- P
- モーターの極数（2極, 4極など）
たとえば、50Hzの電源で4極モーターを回すと
n = 120 × 50 ÷ 4 = 1500 rpm になります。
ここで、インバーターを使って周波数を変えると…
のように、周波数を上げ下げすることで、
回転数を変えることができるのです。
なぜ回転数を変えたいの？
～モーター速度調整で得られる3つのメリット～
工場や設備でよく使われるモーター。
そのモーターの回転数（＝速度）を調整することで、
実は装置全体の効率や品質が大きく変わることをご存じですか？
今回は、なぜ「回転数を変えたいのか？」その理由とメリットを、
初心者にもわかりやすく解説します。
理由①：流量・風量を変えたいとき ～ムダなエネルギーを使わない～
たとえば、送風機やポンプのような機器では、
回転数が高いほど流量や風量が大きくなります。
しかし、常に全力で回す必要はあるでしょうか？
こういった場面では、必要なときに必要な分だけ動かすことで、
大幅な省エネが可能になります。
インバーター制御の活用
インバーターを使って回転数を調整すれば、
不要な消費電力をカットできます。
特にファン・ブロワ・ポンプなどは、回転数を下げることで
消費電力が指数関数的に減るため、非常に効果が高いのです。
理由②：なめらかに加減速したいとき ～装置やワークを守るために～
たとえばベルトコンベアで、
急にモーターがスタート・ストップするとどうなるでしょう？
このような問題を防ぐためには、
ゆっくり加速・減速させるのが効果的です。
インバーターならソフトスタート・ストップが可能
インバーター制御なら、
時間をかけてじわっと動き始める設定ができるので、
衝撃を最小限に抑えられます。
結果として、
といった効果が期待できます。
理由③：負荷に応じた速度制御 ～品質と歩留まりを安定させる～
加工機や組立機などの現場では、
材料や製品によって最適な速度が異なる場合があります。
たとえば、、、
このようなとき、モーターの速度を自在に変えられることで、
柔軟な生産対応と品質維持が可能になります。
インバーターの速度可変機能が活躍
つまり、設備の使い勝手もよくなり、
歩留まりや生産性の向上にもつながるのです。
回転数を変えるのは、ただの“調整”じゃない！
| 理由 | メリット |
|---|---|
| 流量・風量を制御 | 大幅な省エネが可能に |
| なめらかに動かす | 装置やワークを保護 |
| 状況に応じた調整 | 品質安定と柔軟対応 |
モーターの回転数を変えられると、
設備全体の性能や寿命、エネルギー効率まで変わってくるのです。
そして、その実現手段として
広く使われているのが「インバーター制御」というわけです。
インバーターの仕組み（簡略）
インバーターは、次のような仕組みで周波数を変換しています。
- 商用電源（AC100V/200Vなど）を一度直流（DC）に変換
- その直流を再び交流に変換（このとき周波数を自由に設定）
- 出力周波数に応じてモーターを駆動
この「AC → DC → AC」という変換プロセスによって、
任意の周波数・電圧を作り出せるのが、インバーターの最大の特長です。
注意点：ただ速くすればいいわけではない！
モーターの速度を自由に変えられる便利なインバーター。
しかし、使い方を間違えると
性能が落ちたり、トラブルが発生することもあります。
今回は、インバーター制御を使うときに注意すべきポイントを
2つに絞ってわかりやすく解説します。
注意①：定格周波数を超えるとトルクが落ちる！
インバーターを使えば、
モーターの回転数を周波数によって自由に変えられます。
たとえば60Hzのモーターに100Hzをかけると、
回転数は約1.6倍に上がります。
「じゃあ速くすればするほどいいのでは？」と
思ってしまうかもしれませんが、落とし穴があります。
トルク（＝回す力）が低下する
モーターは、定格周波数までは「電圧」と「周波数」を
バランスよく上げていくことで、
トルクを維持できます（これをV/f制御といいます）。
しかし、定格周波数（たとえば60Hz）を超えると、
これ以上は電圧を上げられないため、
トルクが下がってしまうのです。
解決策
高速運転が必要な場合は、
「高周波対応のインバーターモーター」を選びましょう。
装置がどれだけのトルクを必要とするかを確認し、
設定周波数の上限を決めることも大切です。
注意②：ノイズや電気的トラブルに注意！
インバーターは、出力をPWM（パルス幅変調）という
高速なスイッチングで制御しています。
そのため、一般的な電源に比べて
ノイズ（高周波成分）が多く含まれています。
問題が起きやすいポイント
対策方法
これらは電気設計の基本ではありますが、
インバーターを使う場合はよりシビアな対策が必要です。
インバーターには“賢い使い方”がある！
| 注意点 | 内容 | 対策 |
|---|---|---|
| トルク低下 | 定格周波数以上で力が弱くなる | 高周波モーターの使用、上限管理 |
| ノイズ・配線 | 他機器への影響や配線トラブル | シールド線、アース、フィルター活用 |
インバーターは非常に便利な制御機器ですが、
トルクやノイズといった落とし穴を理解して使うことが大切です。
設計段階でしっかりと対策を講じておけば、
安全かつ快適に活用できるはずです。
■ まとめ：インバーター＝周波数を自由に変える装置
| インバーターの働き | 内容 |
|---|---|
| 周波数を変える | 50Hz → 60Hz → 任意に変更 |
| 回転数を変える | 周波数に比例して変動 |
| エネルギー効率UP | 過剰運転を抑えて省エネ |
| ソフトスタート | 装置を傷めず滑らかに加減速 |
「モーターのスピードを自由に変えたい！」と思ったら、
まず検討すべきがインバーターです。
装置の省エネ化・長寿命化・高品質化に大きく貢献してくれます。
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