インバータとは

インバータとは、モータの電源周波数を自在に変えることでモータの回転数を制御する装置です。インバータの登場は、工場の生産性を飛躍的にアップさせ、産業の発展に大きく貢献しました。

モータの回転速度は、モータに与える電源周波数とモータの極数でほぼ決定されます。モータの 極数は、自由・連続的に変えることはできません。

一方、電力会社から供給される電源周波数も固定(50Hzまたは60Hz)ですが、周波数を自在に作り出すことができれば、モータの回転速度を自在に変化させることができます。インバータはこの点に着目し、周波数を自在に作り出す目的で構成された装置です。

またインバータは、人々のより良い生活環境も支えています。例えばエアコンやファンなどに使用されるモータの回転数を変えることで、エアコンの風量を調節し、夏でも冬でも快適な温度で過ごせるようになったのもインバータのおかげです。

インバータのメリット

1.モーターの回転速度を自由に変更できる

回転速度を高速、中速、低速など速度指令やPID制御を行うことで自由に速度を変更することが出来ます。

2.モーターの回転方向を自由に変更できる

回転方向を正転、逆転指令を行うことで自由に変更することが出来ます。

3.50Hz、60Hz関係なく機械を制御できる

インバータがないと周波数の変更が出来ない為、機械的な調整が必要となります。インバータを使うことにより周波数帯が違う地域に移設しても機械的な調整が不要でそのままマシンを使うことが出来ます。

4.加減速の調整ができる

加減速を調整することでスムーズに始動、急停止したり緩やかに始動、停止することが出来用途にあった使い方が出来ます。

5.省エネができる

交流モータの回転数は、周波数に比例します。インバータで周波数を変えることにより回転数を制御し省エネ出来ます。

6.機器の長寿命化

モーターを必要な回転数に制御することで、モーター自体やポンプ・ファンなどモーターで動いている機械の軸受等の部品の長寿命化が期待出来ます。

三菱電機 FREQROL-Eシリーズ

inverter_01 ※三菱電機HPより引用

1.型式選定

インバータの型式は電圧、インバータ容量など下記の表のように選定します。


inverter_02

※三菱電機HPより引用

2.運転方法の選択

インバータの制御には 始動指令 と 周波数指令 が必要です。始動指令をONするとモータが回転し、周波数指令によりモータの回転速度が決まります。

運転モード 始動指令 周波数指令
PU運転モード 操作パネル
外部パラメータユニット
操作パネル
外部パラメータユニット
外部運転モード 外部入力機器 外部入力機器
ネットワーク運転モード ネットワーク機器 ネットワーク機器

運転モードは「Pr.79:運転モード選択」で設定します。
工場出荷時は、「0:PU/外部切換えモード」になっていますので、操作パネルの「PU/EXT」キーを押してPU運転モード/外部運転モードを切り換えできます。

パラメータ番号 初期値 設定範囲 内  容
Pr.79 0 0 PU/外部切替モードに設定します。
操作パネルの「PU/EXT」キーでPU、
外部運転モードを切り替えます。
1 PU運転モード固定に設定します。
2 外部運転モードに固定します。
外部、NET運転モードを切り替えて運転します。
PU運転モード

PU運転モードでは、インバータの始動指令・周波数指令をインバータ本体の操作パネルから行います。インバータだけの一番単純な方法でシステムを構築することができます。
操作パネルで運転中に周波数(回転速度)を変更することができます。

inverter_01
①操作ダイヤルで周波数を指定する
②RUNキーで始動し停止時にはSTOPキーを押す。
※三菱電機HPより引用

外部運転モード

外部運転モードでは、インバータの始動指令・周波数指令に外部入力機器(スイッチやPLC出力など)を使用します。システム内や制御盤内にインバータを設置するため、直接操作パネルを操作できないシステムを構築する場合に適しています。

運転速度をあらかじめパラメータで設定し、その速度を外部ディジタル入力で切り換える場合に使用します。RH、RM、RLの信号を組み合わせることで、1速~7速の周波数(速度)を設定できます。

パラメータ番号 初期値 設定範囲 名称 信号
RH RM RL
Pr.4 60Hz 0~400Hz 高速 ON OFF OFF
Pr.5 30Hz 中速 OFF ON OFF
Pr.6 10Hz 低速 OFF OFF ON
Pr.24 9999 4速 OFF ON ON
Pr.25 9999 5速 ON OFF ON
Pr.26 9999 6速 ON ON OFF
Pr.27 9999 7速 ON ON ON
ネットワーク運転モード

ネットワーク運転モードは、インバータ本体のPUコネクタや通信オプションを使用し、ネットワーク経由でPLCやタッチパネルなどからインバータの始動指令と周波数指令を行います。

inverter_04
※三菱電機HPより引用

制御技術G  津留崎、齊藤