インバーターを使えば省エネになるのでしょうか？

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この投稿は、2015年12月17日14時44分にyunrunによって最終的に編集されました。インバータの動作原理としては、電源入力回路が入力された交流電源を整流して直流電源に変換します。そして電源出力回路では、制御ユニットからの指示に従って、関連する運転データを検出・比較・計算し、動作指令を出して、整流された直流電源をある一定の周波数の交流電源に変換してモーターに供給します。 インバーターの省エネの理由 インバーターの出力周波数は、0～50Hzまたはそれ以上の周波数で変化させることができます。技術記事「インバータのU_f曲線をどう理解するか」からわかるように、電源周波数が低下すると電源電圧も低下し、その結果モーターの瞬間出力が減少し、電源消費量が削減される。このような状況下ではインバーターによって省エネが可能ですが、インバーターによる省エネには前提条件があり、その用途やモーターが負担する負荷の特性によって異なります。速度制御による省エネは、ポンプ、ファン、圧縮機などの機器の駆動において可能である。これらの機器の負荷トルクは回転速度の二乗に比例し、出力は回転速度の三乗に比例する。回転速度が1/2になると、負荷トルクは1/4に、出力は1/8にしかならない。この種の装置は、生産性や将来的な発展の余地を考慮して設計されており、駆動用モーターの容量はほとんどが最大流量や圧力に基づいて決定されます。通常、流量や圧力はバルブやダンパーを使って調節されるため、エネルギーの無駄遣いが生じます。インバーターを使用してモーターの回転速度を調整することで流量や圧力を制御すれば、省エネが実現できます。統計データによると、平均して3分の1の省エネが可能であり、その効果が顕著なため広く利用されている。 ファンやポンプの負荷用インバーターは省エネに役立つが、設計上の理由や機器の都合により、ファンや水ポンプが常にフル負荷で動作し続けると、インバーターの出力周波数は常に50Hzの状態になってしまう。この場合、省エネを語ることは不可能であり、これは工業用周波数で運転するのと変わりないからだ。風または水の実際の流量が定格流量の100％未満の場合にのみ、モーターの回転速度の低下によって省エネ効果が生じる。 昌晖計測器のエンジニアは、15kWのファン2台を用いて、工業用周波数と変頻時の電力消費量を比較したことがある。それぞれ2時間ずつ運転させたところ、電力メーターによると変頻時の方が工業用周波数時よりも1キロワット時多く電力を消費していた。これはインバーター自体も電力を消費するため、正常な現象だと考えられる。厳密に言うとテストには誤差があり、1度足りない。このような測定には問題がある。なぜなら、インバータの出力電流は純粋な工業用周波数ではなく、高調波を含んでいるため、通常の計測器では正確に測定できないからだ。インバータの出力電流は、インバータパネルの電流表示値を用いる方が信頼性が高い。したがって、負荷特性や使用場面に関係なく、インバーターを使えば省エネになると言うのは信頼できない。また、通常の計測器のデータを使って省エネを比較し、宣伝するのも信頼できない。 場合によっては、インバータを使用するのはまず工程上、モーターの駆動や速度制御に要求があるためであり、省エネは単なる副産物に過ぎないこともあります。また、投資のリターンも見過ごすことはできず、モーターが小さいほどこの問題は顕著になる。 インバーターは変頻電源の代わりに使えますか？インバーターは変頻電源の代わりにはなりません！なぜなら、両者の構造や原理、用途が異なるからです。 インバータは交流－直流－交流（変調波）などの回路で構成されており、その出力電圧の波形はパルス状の方形波で、高調波成分が多く、電圧と周波数は同時に比例して変化するため個別に調整することができず、交流電源の要件を満たしません。原則として電源としては使用できず、インバーターは三相誘導電動機の速度制御に用いられるものです。 インバータ電源は、AC-DC-AC-フィルタなどの回路で構成されており、出力される電圧・電流の波形は正弦波で、交流電源に非常に近い。また、ユーザーの要求に応じて、任意の電圧や周波数を出力することができる。それ自体が電源として使われるものです。