モーター

モーターのspm・rpm回転数を制御するインバーターとは?【かんたん解説】

インバーター とは

 

 

悠
この記事では、モーターの回転数を制御するインバーターについて超かんたんに解説します。
回転数(rpm)を上げたり下げたりするインバーター。
最近では家庭で親しまれてる電化製品にも搭載されています。
今回はそんな「インバーター」の原理や特徴についてお届けします。

モーターの回転を制御する「インバーター」とは?

インバーター とは

インバーターとは「モーターの回転数を制御する装置」のことです。

モーターを任意の回転数に上げ下げし「仕事量の調整」をしたり、
必要以上に回転しないように制御し、省エネやCO2削減をするためのものです。

モーターの回転数(rpm)を変えるにはモーターに伝える周波数(Hz)を変えて制御します。

悠
周波数の値が高くなればモーターの回転数も早くなり、
逆に周波数の値が低くなればモーターの回転数は遅くなります。

ちなみにモーターの回転数は「rpm」と表記します。
プレス機械やその他工業機械などのインバーターでは
「rpm」と「spm」の2種類の呼び方があります。

モーターの[rpm][spm]について違いや特徴を詳しく知りたい方は
こちらもあわせて読んでみてください。

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悠
つづいてはプレス機械の回転数を制御するインバーターを見てみましょう。

プレス機のインバーター

インバーター とは
こちらが、プレス機械の操作盤についている「インバーター」です。

[SPM調整]と書かれたボリュームがありますね。

このつまみをひねって回転数を調整できるようになっています。

メカねこ
メカねこ
プレス機械は、回転数と仕事回数が直結してるから表記は[SPM]になってるんやで。

インバーター制御
↑こちらが拡大図です。上側のメーターを見てください。
0~170まで数字がふられていますが、下のボリュームを回すと、
この範囲でモーター回転数を自在に変更(制御)できるということです。

悠
実際は170よりもうちょっと回転を上げれるけど、メーカー推奨は緑色のラインの170回転までです。

インバーターでモーターのSPMを自由に変えられる仕組み

メカねこ
メカねこ
そもそもなんで工場に来ている電力は一定やのに、
自由に回転数を変えられるん?

インバータの中身の電力変換回路は、⑴整流回路、⑵中間回路、⑶逆変換回路の3種類から構成されています。
インバータは、交流電圧を整流回路で直流電圧に変換します。その変換した直流電圧を直流中間回路で平らにならします。
そして、そのならされた直流電圧を逆変換回路で任意の交流電圧・周波数に変換しモータに調整するのです。

メカねこ
メカねこ
む、むずかしいな・・・!
悠
もう少しカンタンに言うと、
直流電圧に変換した電圧をインバーターのボリュームに対応した周波数で出力して、回転数を変化させてるってことです!
メカねこ
メカねこ
まだ難しいな・・・!
悠
もっと簡単にいうと、
凸凹の砂場をスコップで平らにして、そこに自分の好きな高さの砂山を作るのといっしょです!
公園の砂は一定の量ですが、平らにしてから高さを考えて山を作れば、自分の思った高さの砂山が作れる。
メカねこ
メカねこ
その方が分かりやすいな!

このようにして、インバーターは周波数の制御をすることでモーターの回転数(spm)を任意の数値に調整することができるのです。

インバーターで回転数(spm)を変更できるメリット3つ

省エネ

悠
まず一つ目は、
「省エネ」!!!

モーターの回転数(spm)を調整できることで、省エネ効果が期待できます。
モーターの回転が一定の場合、他の部分での調整が必要になるため、
モーターの初期設定がムダに高回転になります。
空気を送り出すファンなどは風量をモーターで調整できない場合は風の出口を小さくしたり、
大きくしたりして風量を調整します。

メカねこ
メカねこ
インバーターで回転数を制御すれば、そんな場合でも無駄に回転数を上げることなく、
必要な回転数で無理なく運転できるっちゅうことか。

ソフトスタート・ソフトストップが可能

悠
二つ目は、ソフトスタート・ソフトストップが可能!!!

インバーターは低い回転数から上がっていきます。
なので、回転をゆっくり上げたいときや、逆にゆっくり止めたいときに適しています。
速度変化の多いベルトコンベヤなどで急に止まった時に起きる、荷くずれ防止に役立ちます。
また、始動時の電流を抑えることで電源側の負担が減り、受電設備を小さくできます。
もっと身近なところで言うと
「ひとが乗ったらうごきはじめるエスカレーター」なんかもこのインバーターで
回転を徐々に上げています。

メカねこ
メカねこ
荷崩れなんかの安全面・設備にもやさしくて長持ちするってことやね!

回転方向が自在である

悠
3つめのメリットは、回転方向が自在!!!

インバーターは信号入力によって自在に回転方向を変化させることができます。
工作機械なんかでいうと、急に逆転してワークにがっちりかち込んでしまい、修理が必要になったりというリスクが防げます。

メカねこ
メカねこ
中古機械の試運転の時もらくちんやな!

その他にも細かなメリットは数多くありますが、
主なインバーターで回転(spm)を制御するメリットはざっとこんな感じです。

悠
それではまた、お会いしましょう!
メカねこ
メカねこ
ほなの~~~!
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