vvvfインバータとは？仕組みと使い方をやさしく解説共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

はじめに

このページでは、vvvfインバータとは何かを、初心者にもわかるようにやさしく解説します。VVVFインバータは、可変電圧・可変周波数でモーターの速度を調整する装置です。日常生活の中でも、エレベーターや電車の駆動システム、エアコン（関連記事：アマゾンでエアコン（工事費込み）を買ってみたリアルな感想）のファンなどで使われています。

vvvfインバータとは？

「vvvfインバータ」とは、三相交流を使うモーターの回転数を、電圧と周波数を変えることで制御する機械のことです。一般の家庭にある機械よりも大きな出力を持つことが多く、専門的な用途で使われます。

基本的には、入力された交流を整流して直流に変え、そこからモーターへ供給する交流を作る、という3つの段階で動作します。これを可能にするのが「インバータ部」や「IGBT」と呼ばれる半導体素子、そして「制御部」です。

仕組みと流れ

VVVFインバータの基本的な流れは次のとおりです。

1. 交流を整流して直流に変換する。これを「整流」と呼びます。

2. 直流を安定させるためのDCリンクや蓄電コンデンサがあります。

3. DCリンクの直流を、IGBTと呼ばれる半導体で制御して、モーターに適した交流へ変換するのが「インバータ部」です。

主な部品と動き

<th>部品

説明
整流器	交流を直流に変える装置
DCリンク	直流を安定化させる電源と蓄電コンデンサ
インバータ部(IGBT)	直流を三相交流へ変換する主要部品
制御部	モーターの回転数とトルクを指示する知能部

VVVFとVFDの違い

多くの場面では「VVVFインバータ」は「VFD（可変周波数ドライブ）」の一種として使われます。大きな違いは用語の使われ方と対象です。VVVFは可変電圧と可変周波数を同時に強く意識する場面で使われることが多く、エレベーター・鉄道の駆動系で好まれます。一方、VFDは一般的に「速度を変えるための装置」全体を指します。

なぜ省エネ・滑らかな動作が可能か

VVVFインバータは、PWMと呼ばれる技術を使って、出力する 電圧と周波数を細かく制御します。これにより、モーターが急加速・急減速を避け、摩耗を減らし、エネルギーを効率よく使えるのです。具体的には、周波数をゆっくり変えることで回転数を緩やかに変化させ、モーターの発熱を抑えます。

実生活での例

実例としては、エレベーターの駆動系、エスカレーター、鉄道の車両の動力系などが挙げられます。これらは高い信頼性と長寿命を求められるため、VVVFインバータが中心的な役割を果たします。

初心者向けのポイント

VVVFインバータを学ぶときのポイントは、まず モーターの定格電圧と定格周波数を確認することです。次に、出力波形はPWMで作られるという点を覚え、機器の取扱説明書にあるヒートシンクの冷却要件・設置条件を守ることです。実際の現場では、専用の制御パネルやソフトウェアを使って設定を行います。これらは初心者でもマニュアルを読めば理解でき、実践を通じて徐々に理解が深まります。

まとめ

本記事では、vvvfインバータの基本的な仕組みと使い方、そして初心者が知っておくべきポイントを紹介しました。要点は「交流を整流して直流に変え、再びモーター用の交流へ変換する」「出力はPWMで細かく制御される」「エレベーターや鉄道などの現場で省エネと滑らかな動作を実現する」という点です。

vvvfインバータの同意語

可変電圧・可変周波数インバータ: VVVFインバータの正式な日本語表現。電圧と周波数を同時に変えることで、モータの速度・トルクを滑らかに制御する産業用の駆動機器です。
可変電圧・周波数インバータ: 同義表現。電圧と周波数を可変にしてモータを制御するインバータの総称。実務ではこの表現もよく使われます。
可変周波数インバータ: 周波数を主に可変にするタイプを指す言い方。VVVFの意味を含む文脈で使われることが多いです。
可変電圧インバータ: 電圧を可変する機能を強調する表現。VVVFの一部機能を表す言い方として使われることがあります。
三相VVVFインバータ: 三相モータを制御するVVVFインバータを指す表現。工場の三相電源で一般的に用いられます。
VVVFドライブ: VVVFインバータを用いたモータ駆動系を指す略称。技術文書や現場の会話でよく使われます。
V/VFインバータ: 英語表記の略称。VはVariable Voltage、VFはVariable Frequencyの意味で、同じ意味を持つ表現として使われます。

vvvfインバータの対義語・反対語

固定周波数インバータ: VVVFインバータが周波数と電圧を変化させてモータの速度を調整するのに対し、固定周波数インバータは周波数を一定に保ち、速度を可変にしません。一定速運転を目的とする場面で用いられます。
定速駆動: 速度を常に一定に保つ駆動方式。外部条件の変化に応じて速度を変えず、VVVFのような柔軟な速度変化は行いません。
直流モータ駆動: 交流のVVVFインバータとは異なり、直流モータを用いた駆動。周波数変換を使わず、速度制御の原理が別系統になります。
固定電圧駆動: 出力電圧を一定に保って動作させる駆動方式。VVVFは電圧を周波数に合わせて変化させますが、こちらは電圧を固定します。