COLUMN

工場の省エネ対策を検討する中で、
「インバーターを導入すると、どれくらい省エネにつながるのだろう？」
と気になったことはありませんか。

この記事では、インバーターがどのように電力削減に貢献するのか、
そして削減効果を正確に見積もる方法まで、わかりやすく解説します。

モーターが電力消費の中心である理由

工場の電力消費について考えたことはありますか？

実は、世界の電力消費量の40～50％が、
三相誘導モーターによって使われていると言われています。

日本に限定しても、モーターの普及台数は約1億台！
日本国内の消費電力量のうち約55％がモーター関連と推計されており、
産業用途に限ると、その割合は約75％にも達します。

モーターは工場の電力消費を大きく左右する存在です。
ここを改善できれば、大きな省エネ効果が期待できるのです。

誘導モーターの「意外な弱点」

誘導モーターは、構造がシンプルで安価なため、ポンプ・圧縮機・送風機などで広く使われています。
しかし、誘導モーターには重要な特性があります。

① 効率が高くなる運転条件が限られている

誘導モーターの効率が最も高くなるのは、定格出力付近で運転しているときです。
ところが、実運転では低い出力で動いていることが多いため、
効率が良い条件で使えていないのが現状です。

② 始動トルクが小さい

誘導モーターが回転を始める時のトルク（力）は、定格出力で必要とされる力よりも小さいため、
実際には定格出力より低い出力で運転していることがほとんどです。

つまり、モーターは「本来の力を発揮できていない」状態で運転している場合が多いわけです。

インバーターが「効率を高める」仕組み

ここでインバーターの出番です！

インバーターは、モーターに供給する周波数と電圧をコントロールできる装置です。
これにより、モーターの動作点（回転速度と出力）を自由に変化させられます。

かんたんな例

誘導モーターに供給する電圧を下げると、誘導モーターが発生するトルクも低下します。
一方で、供給周波数を工夫することで、回転速度と効率の特性を改善できます。

市販のインバーターでは、起動時には電圧を高めて十分なトルクを確保し、
定常運転時には周波数と電圧を最適なバランスに制御します。

これにより、誘導モーターを効率よく運転させることができるのです。

電力削減効果はどうやって見積もるの？

ここが重要なポイントです。

インバーター導入で削減効果があるかどうかを判断するには、
現在のモーターの動作点を知る必要があります。

運転中のモーターの回転速度やトルク、消費電力が直接測定できれば正確に把握できますが、
実際の現場では難しいことがほとんど。

そこで活用できるのが「力率」という指標です。

力率から動作点を推定する

誘導モーターは定格回転速度で運転しているとき、力率と効率がともに80～90％の値になります。

つまり、力率 ≒ 効率と考えることができるのです。

多くの場合、通常運転時は力率が50％以下で稼働していることが多いため、
インバーター導入による電力削減効果は30％程度見込めるという計算になります。

SIRCのIoT電力センサでどう変わるの？

ここまでの説明を聞いて、「では、どうやって力率を測定するの？」という疑問が出てくると思います。

従来の電流測定だけでは、電圧との位相差を考慮できないため、実際の力率は把握できません。

SIRCのIoT電力センサユニットは、わずか15秒の取り付けで、
力率を加味した有効電力を正確に把握できるようになります。

具体的な活用フロー

① 現状を把握

IoT電力センサで、誘導モーターに供給している電力と力率を測定する

② 削減効果を算出

力率のデータから、インバーター導入による削減ポテンシャルを見積もる

③ 数値で判断

「削減効果が30％見込める」など、客観的なデータに基づいて導入判断ができる

まとめ

誘導モーターの消費電力削減には、インバーターの導入が有効です。

導入効果の大きさは、現在のモーターがどのような効率で運転しているかに左右されます。
電力と力率を測定することで、削減効果を正確に見積もることができます。

SIRCのIoT電力センサを活用すれば、
わずかな投資で工場全体の省エネポテンシャルが見える化されます。

まずは現状を測定して、客観的なデータに基づいた省エネ対策を始めてみませんか？

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