
Inverter (Variable Frequency Drive: VFD)
インバータ
インバータとは、直流電力(DC)を交流電力(AC)に変換し、周波数や電圧を制御する電力変換装置のことです。
産業機械では、インバータを使用してモーターの回転速度やトルクを自由に制御します。特に三相誘導モーターやサーボモーターの駆動において、インバータは重要な 制御装置となっています。
インバータは周波数を調整することでモーターの回転速度を変化させるため、省エネルギー運転や精密なモーション制御を実現できます。
■インバータの基本構造
インバータは主に次の3つの回路で構成されます。
整流回路(AC → DC)
↓
DCリンク回路
↓
インバータ回路(DC → AC)
この電力変換によってモーターを制御します。
■インバータの動作原理
<基本動作>
交流電源
↓
整流回路
↓
直流電力
↓
インバータ回路
↓
可変周波数交流
↓
モーター駆動
この仕組みにより回転速度を制御できます。
■インバータによる速度制御
モーターの回転速度は周波数によって決まります。
<式>
回転速度 ≈ 周波数 × 定数
<例>
◆周波数 | ◆モーター速度 |
50 Hz | 基準速度 |
30 Hz | 低速 |
60 Hz | 高速 |
インバータで周波数を変えることで速度制御ができます。
■インバータの特徴
◆特徴 | ◆内容 |
可変速度制御 | モーター回転調整 |
省エネ | 電力消費削減 |
ソフトスタート | 突入電流低減 |
高効率 | 運転最適化 |
■FA・ロボットでのインバータ
工場の自動化設備では次の用途で使用されています。
◆用途 | ◆内容 |
搬送装置 | コンベア制御 |
ポンプ | 流量調整 |
ファン | 風量制御 |
工作機械 | 主軸制御 |
サーボモーターでは、インバータ機能がサーボアンプ内部に組み込まれています。
■インバータのメリット
◆リット | ◆内容 |
省エネルギー | 電力削減 |
高精度制御 | 回転速度調整 |
機械保護 | 起動衝撃低減 |
設備寿命 | 負荷低減 |
■インバータとサーボアンプの違い
◆項目 | ◆インバータ | ◆サーボアンプ |
制御 | 速度制御 | 位置・速度制御 |
精度 | 中程度 | 高精度 |
用途 | 汎用モーター | ロボット |
■まとめ
インバータとは、直流電力を交流電力へ変換し、周波数や電圧を制御する電力変換装置です。モーターの回転速度を自由に調整できるため、産業機械やFA設備の省エネルギー運転やモーション制御に広く使用されています。
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