「インバータって何？」と聞かれたら、あなたはどう答えますか？
「周波数（Hz）を変えて、モーターの回転速度を変える機械」
はい、100点満点の正解です。
でも、「じゃあ、なんで周波数を変えると速度が変わるの？」「中身はどうなってるの？」と聞かれて、即答できる人は意外と少ないものです。
実は、この「中身」を知らないまま使うと、設定ミスでモーターを黒焦げにしたり、メンテナンスで感電事故を起こしたりします。
今回は、インバータという「魔法の箱」の仕組みと、新人が現場で必ずハマる「3つの罠」について解説します。
1. インバータは「電気のミキサー」だ！
日本のコンセントから来る電気は、50Hzまたは60Hzで固定されています。
これを、どうやって「10Hz」や「100Hz」のような好きな周波数に変えているのでしょうか？
答えは、「一度バラバラにして、作り直している」からです。
料理のミキサーに例えると分かりやすいです。
ステップ①：コンバータ部（整流）
まず、コンセントから来た交流（波）を、ダイオードを通して「直流（真っ直ぐな電気）」に変換します。
- イメージ: 野菜（交流）をミキサーに入れてドロドロのジュース（直流）にする工程。
ステップ②：平滑コンデンサ（蓄電）
直流になった電気を、巨大なコンデンサに一時的に貯めます。これで電圧が安定します。
- イメージ: ドロドロのジュースをボウルに貯める工程。
ステップ③：インバータ部（逆変換）
ここがメインです。貯めた直流電気を、パワートランジスタ（IGBT）という超高速スイッチを使って、細切れにON/OFFして出力します。
- イメージ: ジュースを型に流し込んで、新しい形の料理（好きな周波数の交流）を作る工程。
この「細切れにする（スイッチング）」ときに発生するのが、前回の記事で悪者になった「ギザギザ波形（高調波ノイズ）」の正体です。
2. ただ「周波数を変える」だけじゃない！ 「V/f制御」の秘密
ここで一つ、超重要なルールがあります。
インバータは周波数（f）を下げるとき、絶対に「電圧（V）」も一緒に下げなければなりません。
これを「V/f（ブイエフ）制御」と呼びます。
なぜ電圧も下げるの？
もし、電圧（200V）そのままで、周波数だけ下げたらどうなるか？
コイルの抵抗（リアクタンス）が減って、とんでもない大電流が流れ、モーターが一瞬で焼損します。
だからインバータは、「周波数を半分にするなら、電圧も半分にするね」という制御を自動で行っています。
こうして「電圧と周波数の比率」を一定に保つことで、モーターの「磁石の力（トルク）」を一定にキープしているのです。
3. V/f制御の弱点と「トルクブースト」の罠
しかし、このV/f制御には弱点があります。
極端に周波数を下げた時（例：5Hz）、電圧も下げすぎてしまうと、配線の抵抗などに負けて電気が届かず、力がスカスカになって回らなくなるのです。
そこで登場するのが、低速時だけ電圧を底上げする「トルクブースト」という機能です。
⚠️ 上げすぎ厳禁！「磁気飽和」の恐怖
「じゃあ、トルクブーストをガンガン上げれば最強じゃん！」
と思った方。それが一番危険な落とし穴です。
電圧を上げすぎると、モーター内部の鉄心（コア）が磁力を受け止めきれなくなる「磁気飽和（じきほうわ）」という現象が起きます。
【スポンジと水の例え】
- 鉄心 ＝ スポンジ
- 電圧（磁束） ＝ 水
- 正常: スポンジが水を吸い込んでいる状態。
- 磁気飽和: スポンジがびしょ濡れで、もう水が入らない状態。
この状態でさらに水（電圧）を注ぐとどうなるか？ 水はスポンジを素通りして溢れますよね。
電気も同じです。磁気飽和すると、モーターはただの「抵抗の低い電線」になってしまいます。
その結果、以下の副作用が起きます。
- 過電流（OC）トリップ: 爆発的な電流が流れ、インバータが非常停止する。
- モーター焼損: トリップしなくても、常に過大な電流が流れて異常発熱し、黒焦げになる。
「低速で力が出ない」からといって、むやみにブースト値を上げるのはやめましょう。1%変えるだけで激変するほど敏感なパラメータです。
4. 現場でハマる「3つの勘違い」
仕組みが分かったところで、初心者がよくやる間違いを見ていきましょう。
勘違い①：「減速すれば、パワー（トルク）が上がるんでしょ？」
自転車のギアや、車のローギアを想像してください。
速度を落とすと、そのぶん坂道を登る「力（トルク）」は強くなりますよね。
「インバータも速度を落とせば、重いものが持ち上がるはず！」
【正解】上がりません。
インバータは「変速機（ギア）」ではありません。
先ほどの「V/f制御」の通り、速度を下げると電圧（パワーの源）も下がってしまうからです。
基本的に力は「変わらない（定トルク）」か、ブースト調整が甘いと「弱くなる」と思ってください。
勘違い②：「一次側の配線を入れ替えたのに、逆転しない！」
マグネットスイッチ（直入れ）の場合、入力電源のR相とT相を入れ替えれば、モーターは逆回転します。
「インバータも、入力の線をクロスさせれば逆転するよね？」
【正解】正転のままです。変わりません。
ステップ①で説明した通り、インバータは入口で電気を一旦「直流」にして混ぜてしまうからです。
逆転させたい場合は、以下のどちらかを行います。
- インバータの出力側（U, V, W）の配線を入れ替える。
- 制御端子の「STR（逆転指令）」をONにする。（これがスマート！）
勘違い③：「ブレーカー切ったから、すぐ触ってヨシ！」
これが一番危険です。
メンテナンスのため、元電源のブレーカーをOFFにしました。
「よし、電源落ちた！ すぐに端子の増し締めをするぞ！」
【正解】感電し、命に関わる重大な事故につながります。
ステップ②の「平滑コンデンサ」には、電源を切った後もしばらくの間、DC280V以上（400V級ならDC560V以上）の高電圧がチャージされたまま残っています。
インバータの表面には、必ず「CHARGE」と書かれた赤いランプがあります。
このランプが消えるまで（約5分〜10分）は、内部に電気が残っています。
テスターで測ると分かりますが、OFFにした直後は電圧が全く下がっていません。
「CHARGEランプが消えるまでは、絶対に手を触れない」。これは自分の命を守るための鉄則です。
コラム：30Hzって何回転？（魔法の公式）
最後に、現場でよく使う計算式を紹介します。
「インバータを30Hzに設定したけど、これって何回転？」と聞かれた時、この式があれば即答できます。
- 極数（p）とは？: モーターの中に磁石が何個あるか。普通の汎用モーターは「4極（4P）」です。
【4極モーターの場合の早見表】
- 60Hz: 1800 min⁻¹（回転/分）
- 50Hz: 1500 min⁻¹
- 30Hz: 900 min⁻¹
「30Hzなら、定格（60Hz）のちょうど半分くらいの速度だな」と直感的に分かるようになります。
（※厳密には「すべり」があるので、これより少しだけ遅くなります）
まとめ：魔法の箱には「ルール」がある
- インバータは、電気を一度「直流」にしてから作り直している。
- 速度を下げると、電圧も下がる（V/f制御）。
- トルクブースト: 上げすぎると「磁気飽和」を起こしてトリップする。
- 勘違い①: 速度を下げても、ギアのようにパワーは上がらない。
- 勘違い②: 入力側を入れ替えても、逆回転しない。
- 勘違い③: 電源を切っても、コンデンサに電気が残っている。
「なんとなく動くからヨシ」ではなく、中身を知っていると「やってはいけないこと」の理由が見えてきます。
さて、インバータの「中身」が分かったところで、次はいよいよ「外側のつなぎ方（配線）」です。
あなたは、インバータとモーターの間に「マグネットスイッチ」を入れていませんか？
実はそれ、インバータが一発で壊れる「禁断の回路」かもしれません。
次回は、設計者がやりがちな「インバータ出力側の配線NG」について解説します！
インバータ攻略ロードマップ（全6回）
このブログでは、インバータの基礎からトラブル対応までを体系的に解説しています。
- 第1回【応用】インバータ回路にサーマルをつけるな！ モーターが「低速」で燃える理由と、正しい守り方
- 「まずはこれをやめろ」からスタート。
- 第2回 【基礎】インバータはただの「変速機」じゃない！ 魔法の箱の中身と、新人がハマる「3つの勘違い」
- そもそもインバータって何？（V/ｆ制御・仕組み）「ギザギザ波形」や「周波数」の正体を解説し、基礎を固める。👈今回はココ！
- 第3回 【インバータ配線編】そのMC、そこに入れたら爆発します。〜「たぶん大丈夫」が命取り！致命的な配線ミス８選〜
- 爆発や焼損を防ぐ、正しいハードウェアの組み方。
- 第4回 【設定】インバータのマニュアルは読むな！現場で設定すべき「必須パラメータ」は5つだけ
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- 音とノイズはトレードオフ 〜キャリア周波数の真実。現場で起きるトラブルシューティングと仕上げ。
