「先輩！ インバータの図面描きました！ もちろんモーターを守るために、出力側にサーマル入れておきました！」
新人の頃、自信満々でこう報告した私に、先輩は苦笑いしながらこう教えてくれました。 「うん、モーターを守ろうとする姿勢は素晴らしいね。でも実は、インバータを使う時はサーマルを入れちゃダメなんだ。 むしろ、あると邪魔になっちゃうんだよ」
前回の記事まで、「サーマルリレーはモーターを守る守護神だ」と解説してきましたが、「インバータ制御」の世界に入った瞬間、その常識は通用しなくなります。
今回は、実務9年の電気設計者が、直入れ回路とは全く異なる「インバータの保護ルール」について解説します。
結論から言うと、インバータ回路に普通のサーマルを入れると、「誤作動して止まる」か、逆に「守れずにモーターが燃える」かのどちらかです。
ただし、インバータ内蔵の保護機能を使えば安心…というわけでもありません。 「ある設定」を間違えると、保護機能が働かずにモーターが丸焦げになる落とし穴があります。
そのサーマル、実は「邪魔」です
まず結論から言います。 インバータ制御を行う場合、インバータとモーターの間（二次側）に、物理的なサーマルリレーを入れてはいけません。
【昔（直入れ）の配線】 [MCCB] ━ [MC] ━ [サーマル] ━ [モーター] （これは正解）
【今（インバータ）の配線】 [MCCB] ━ [MC] ━ [インバータ] ━ [モーター] （これで正解！ 出力側は直結！）
「えっ、保護機器なしで直結？ 燃えないの？」と不安になるかもしれませんが、大丈夫です。 むしろ、物理サーマルをつける方がリスクが高いのです。その理由は大きく2つあります。
理由①：「高調波」で誤作動する（ノイズの悪戯）
そもそもインバータとは、「電気のスイッチをものすごい速さでON/OFFして、疑似的に波（交流）を作っている機械」です。
電力会社から来る電気はきれいな波（正弦波）ですが、インバータが作る電気は、拡大してみるとギザギザのノイズ（高調波成分）だらけです。
この「ギザギザ」が、サーマルリレーにとっては大敵です。 サーマルの中にあるバイメタル（熱で曲がる金属板）は、この高調波の影響を受けると、実際の電流値以上に発熱してしまう特性があります。
- 実際の電流: 10A（正常）
- サーマルの温度: 15A分くらいの熱さ（アチチ！）
- 結果: 「過負荷だ！」と勘違いしてトリップする。
【深掘り】犯人は「表皮効果（スキンエフェクト）」
「電流値は正常なのに、なぜサーマルだけ熱くなるの？」 その物理的な原因は、高周波特有の「表皮効果」という現象です。
電気には周波数が高くなればなるほど、「電線の表面を通りたがる」という性質があります。 インバータの高調波（ノイズ）成分は、サーマル内部のヒーター（バイメタル）の中心を通らず、表面の皮一枚の部分に集中して流れます。
- 低周波（50/60Hz）: 電線全体を使ってゆったり流れる。
- 高周波（ノイズ）: 表面の狭いエリアに全員が殺到する。
結果、電気の通り道が狭くなるため抵抗が増え、「表面だけ猛烈に発熱する」という状態になります。 中身（実際の電流エネルギー）はスカスカなのに、センサーであるバイメタルだけがアチチになってしまい、「過負荷だ！」と誤判断してトリップするのです。
理由②：「低速運転」でモーターが燃える（これが一番怖い！）
誤作動ならまだマシ（安全側に働くから）ですが、一番恐ろしいのは「サーマルが反応しないまま、モーターが焼け焦げる」パターンです。
なぜそんなことが起きるのか？ その原因は、標準モーターの「冷却ファン」の仕組みにあります。
【図解】「自分であおぐ」のをサボるな！
普通のモーター（汎用モーター）の後ろには、冷却ファンがついています。 このファンはモーターの軸と直結しており、モーターと同じ速度で回ります。
インバータを使って、回転速度を落とすとどうなるでしょうか？
- 全速（60Hz）の時:
- ファンもブンブン回る。風量マックス。しっかり冷える。
- 低速（10Hz）の時:
- ファンも超ゆっくり回る。風が全然起きない。
物理サーマルの盲点
ここで、物理サーマルリレーの気持ちになってみましょう。 サーマルは「電流の大きさ」しか見ていません。「風があるかどうか」なんて知らないのです。
- 状況: モーターを低速（10Hz）で連続運転中。
- 電流: 定格電流ギリギリ（例: 10A）流れている。
- サーマル: 「うん、定格内だね。ヨシ！」
- モーター: 「ちょ、待って！ 風が来ない！ 同じ10Aでも、冷やしてくれないと熱が溜まって……ギャー！！（焼損）」
物理サーマルは、「ファンがサボっている（風量が落ちている）」ことを知りません。 だから、定格電流以下でもモーターが過熱して燃えてしまうのです。
正解は「電子サーマル」を使うこと
では、どうやって守ればいいのか？ 答えは簡単です。インバータの中にいる「電子サーマル」機能を使います。
インバータは賢いので、以下のことを全て把握しています。
- 今、何アンペア流れているか？（電流）
- 今、何Hzで回しているか？（回転数）
インバータ内部のCPUは、「今は低速（10Hz）だから、ファンの風量がこれくらい落ちるはずだ。なら、いつもより厳しめに（早めに）トリップさせなきゃダメだな」という複雑な計算（補正）をリアルタイムで行っています。
設定方法は？
やることは一つだけ。 インバータのパラメータ（例：三菱ならPr.9）に、「モーターの定格電流値」を入力するだけです。 これだけで、外付けのサーマルなんかより遥かに優秀な「頭脳派守護神」が起動します。
【超重要】「モーターの種類」を教えないと意味がない！
ここで一つ、初心者が必ずハマる「設定の落とし穴」をお伝えします。 電子サーマルを使う時は、電流値だけでなく「モーターの種類」も正しく設定する必要があります。
インバータ用モーターには2種類あります。
- 標準モーター: ファンが軸直結。低速で冷えない。（Pr.71 = 0）
- 定トルクモーター: 電動ファン付き。低速でもガンガン冷える。（Pr.71 = 1）
もし設定を間違えると…？
現場にあるのが「標準モーター（冷えない）」なのに、設定を「定トルク（冷える）」にしてしまうと、インバータはこう判断します。 「こいつは専用モーターだな！ じゃあ低速でも電流流しまくってOKだな！」
結果、電子サーマルによる補正が働かず、モーターが燃えます。 パラメータ設定時は、必ず「今ついているモーターはどっちか？」を確認してください。
モーターの選定方法については以下の記事で解説しています。
【注意】電子サーマルも「万能」ではない
ここまで「電子サーマル最強！」と言ってきましたが、弱点が一つだけあります。 それは、「シミュレーション（計算）でしかない」ということです。
例えば、こんな状況は検知できません。
- 「ファンの吸気口にゴミが詰まって、風が出ない」
- 「夏場の閉め切った部屋で、周囲温度が異常に高い」
インバータは「計算上は冷えているはず」と思い込むため、物理的に風が止まると守りきれません。 絶対に止めてはいけない超重要設備の場合は、モーターのコイルの中に「サーマルプロテクター（熱スイッチ）」を埋め込むのが、最強の物理防御になります。
例外：それでも「物理サーマル」が必要な時
「じゃあ、外付けサーマルは全廃でいいんですね？」 というと、実は例外が1つだけあります。
それは、「1台のインバータで、複数のモーターを回す時」です。
インバータ本体は「合計の電流」しか分かりません。 「Aのモーターがロックして、Bのモーターは空転している」といった個別のトラブルは見抜けないのです。 この場合だけは、各モーターの手前に物理サーマルを入れる必要があります。
【⚠️ 選定の注意】 ここで普通のサーマルを使うと、前述の「表皮効果」で誤作動します。 必ず「インバータ対応型（遅動形）」や「飽和リアクトル付き」を選定してください。 （※これらは高調波ノイズを除去する機能がありますが、低速時の冷却不足までは守れないので、低速運転するならインバータ専用モーターとの組み合わせを推奨します）
まとめ：餅は餅屋、保護はインバータ屋
- インバータ回路に、普通のサーマルを入れてはいけない。
- 理由は「表皮効果による誤作動」と「低速時の冷却不足（焼損リスク）」。
- インバータ内蔵の「電子サーマル」を設定するのが正解。
- ただし、「モーターの種類（標準/定トルク）」の設定ミスには要注意！
「モーターを守る＝サーマルを買ってくる」という思考停止を一度捨てて、「誰が一番モーターの状態を知っているか？」を考えてみてください。 インバータ制御の場合は、司令塔であるインバータ自身に守らせるのが一番安全なのです。
【次回予告】
「インバータには電子サーマル！」ということは分かりました。 でも、そもそも「インバータって中で何をしている箱なのか」、自信を持って説明できますか？
「周波数を下げると、電圧も下がる？（V/f制御）」 「減速すれば、ギアみたいにパワーが上がると思ってる？」
もしここで詰まったなら、あなたは次の現場で「思わぬ勘違い」をする可能性があります。 パラメータや配線を触る前に、まずは敵（インバータ）の中身を知りましょう。
次回は、意外と知らない「インバータの基礎・仕組み」と、新人がハマる「3つの勘違い」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。
