この用語のポイント
・モーターの回転速度を変えるための装置
・電源の周波数などを変換してモーターを制御する
・ファンやポンプの風量・流量調整に使われる
・空調設備では省エネルギー運転に利用される
・DDCなどの制御機器から運転周波数を指示する構成がある
簡単に書くと
インバータとは、「モーターの回転速度を変えるための装置」です。
空調設備では、ファンやポンプのモーターを必要な速度で運転することで、風量や流量を調整します。
インバータとは
インバータは、電源から供給される電力を変換し、モーターの回転速度などを制御する装置です。
一般的なインバータでは、電源をいったん直流に変換した後、必要な周波数・電圧の交流電力を作ってモーターへ供給します。
モーターへ供給する周波数を変えることで、モーターの回転速度を変化させることができます。
空調設備ではポンプの流量制御などにも利用されます。
インバータの仕組み
基本的な流れは、
交流電源
↓
インバータ
↓
周波数・電圧を変換
↓
モーター
↓
ファン・ポンプなどを駆動
となります。
例えば、モーターへ供給する周波数を低くすると、モーターの回転速度も低くなります。
反対に周波数を高くすると、回転速度が高くなります。
実際の回転速度はモーターの種類や制御方式などにも関係するため、具体的な動作は機器の仕様によって異なります。
空調設備でインバータが使われる場所
空調設備では、主にモーターを使用する機器の制御にインバータが使われます。
代表的なものには、
・空調機のファン
・送風機
・排風機
・冷温水ポンプ
・冷却水ポンプ
などがあります。
モーターの回転速度を調整することで、必要な風量や水量に合わせた運転ができます。
インバータと風量制御
空調機や送風機では、インバータによってファンの回転速度を調整することで風量を変化させることができます。
例えば、
必要風量が少ない
↓
インバータの周波数を下げる
↓
ファンの回転速度を下げる
↓
風量を減らす
という制御ができます。
必要風量が増えた場合は、反対に周波数を上げてファンの回転速度を高くします。
インバータとポンプ
ポンプでもインバータ制御が利用されます。
例えば、冷温水ポンプの流量を調整する場合、
必要流量が少ない
↓
インバータの周波数を下げる
↓
ポンプの回転速度を下げる
↓
流量を減らす
という制御ができます。
ポンプの運転状況やシステムの要求に応じて回転速度を調整することで、必要な流量に合わせた運転が可能になります。
インバータとDDC
空調設備では、インバータをDDCなどの制御機器と組み合わせることがあります。
例えばダクトの静圧を一定にする場合、
静圧センサー
↓
静圧を測定
↓
DDC
↓
制御演算
↓
インバータへ速度指令
↓
ファンの回転速度を変更
↓
ダクト静圧を調整
という流れになります。
このように、センサー・DDC・インバータ・モーターを組み合わせることで、自動的にファンの運転を調整できます。
インバータで使われる制御信号
インバータへの速度指令には、さまざまな方法があります。
代表的なものには、
・0-10V
・2-10V
・通信
・接点信号
などがあります。
例えば0-10V信号を利用して、DDCからインバータへ速度指令を送る構成があります。
ただし、信号と実際の周波数・回転速度との対応はインバータの設定や仕様によって異なります。
インバータと省エネルギー
インバータ制御では、必要な風量や流量に応じてモーターの回転速度を下げることができます。
常に最大速度で運転するのではなく、必要な能力に合わせて運転することで、消費電力を抑えられる場合があります。
特にファンやポンプでは、回転速度を下げたときに消費電力が大きく低下する特性があります。
ただし、省エネルギー効果は設備の方式や運転条件、制御方法などによって異なります。
インバータとダンパーの違い
ファンの風量を調整する方法として、インバータ制御とダンパー制御があります。
インバータ制御
→ ファン・モーターの回転速度を変える
ダンパー制御
→ ダクトの空気の通り道を調整する
という違いがあります。
設備によっては、インバータとダンパーを組み合わせて制御することもあります。
インバータを使うときの注意点
インバータを使用するときは、モーターや負荷に適した機器を選定する必要があります。
確認する項目には、
・モーターの容量
・電源仕様
・定格電流
・運転周波数
・制御方式
・必要な保護機能
・設置環境
などがあります。
また、低速運転時のモーター冷却や最低運転周波数など、機器によって確認が必要な項目があります。
よくある疑問
Q. インバータとは何ですか？
A. 電源を変換してモーターの回転速度などを制御する装置です。
Q. インバータは空調設備のどこで使いますか？
A. 空調機のファン、送風機、冷温水ポンプ、冷却水ポンプなど、モーターを使用する機器に使われます。
Q. インバータで風量を調整できますか？
A. はい。ファンの回転速度を変えることで、必要な風量に合わせて調整できます。
Q. インバータとDDCはどのような関係ですか？
A. DDCからインバータへ速度指令を送り、インバータがモーターの回転速度を調整する構成があります。
Q. インバータとダンパーは何が違いますか？
A. インバータはモーターの回転速度を変えて風量などを調整し、ダンパーは空気の通り道の開度を変えて風量を調整します。
関連用語
・DDC
・ダンパー
・VAV
・PID制御
・0-10V
・静圧
・ポンプ
