インバータ

インバータは、省エネや機器保護のために欠かせない存在として、近年ますます注目を集めています。

「そもそもインバータって何？」や「種類が多すぎて選び方がわからない」「メリットがある反面、デメリットも気になる」といった導入前の不安は尽きないでしょう。

本記事では、インバータの基本情報や種類、メリット・デメリットから選定のポイント、さらにはおすすめメーカーまで幅広く解説します。

あなたのニーズに合ったインバータを見つけ、導入効果を最大限に引き出すためにも、ぜひ最後までチェックしてみてください。

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インバータの基本情報を解説

本章では、そもそもインバータについてあまりよく知らない方向けに、インバータの基本情報を解説します。

そもそもインバータとは？簡単に解説

インバータとは簡潔に言うと、直流の電気（DC）を交流の電気（AC）に変換する装置のことです。

この装置があるおかげで、電圧や周波数を自由に変化させることができ、モーターの回転速度を自在にコントロールできるようになります。例えばエアコンでは室温に合わせた細かい出力制御が可能になり、効率的かつ省エネ運転を実現します。

モーターの滑らかな速度制御（VVVF制御）を行える点が特徴で、エレベーターやエスカレーターでは、加速・減速時の衝撃を抑え、安全で快適な移動を支える役割も担っています。

どんな原理・仕組みで動いている？インバータの構造も合わせて解説

インバータの仕組みは、交流を直流に変換してから、もう一度交流に変換し直すという流れで成り立っています。

まずコンバーター回路で交流を整流し、コンデンサーで電圧を安定させます。その後、インバータ回路でスイッチング素子を用いた制御を行い、直流を再び交流に変換します。

具体的にはIGBTやMOSFETなどの半導体素子を高速でオンオフさせ、パルス幅変調（PWM）という方法で疑似的な正弦波を作り出していきます。

構造としては、大きくコンバーター回路、コンデンサー、インバータ回路、そして制御回路の4つに分かれています。

コンバーター回路で直流を得て、コンデンサーで波形を平滑化し、インバータ回路で再び交流を生成するのが基本です。制御回路はこれらすべての動作を管理し、必要な電圧や周波数を実現するために欠かせません。

このような構成により、インバータは家庭用から産業用途まで幅広い機器で使用され、効率的な電力変換と省エネを支えています。

インバータを種ごとに紹介！　それぞれの強みや導入事例をを確認しよう

インバータには、多様な特徴を持つモデルが数多く存在します。使用環境や目的に合わせて選ぶことで、効率的な電力変換が行えます。ここでは代表的な12種類のインバータと、それぞれの強みについて見ていきましょう。

正弦波インバーター

正弦波インバーターは出力波形が正弦波に近く、高品質な電力を供給できる点が特長です。

電磁ノイズが少ないため、医療機器やコンピュータなど安定した電源が求められる機器に適しています。特に家庭用の冷蔵庫やエアコンなどでも、余計な負荷を抑えて動作させられるため、幅広い場面で重宝されています。

修正正弦波インバーター

修正正弦波インバーターは、階段状の波形を持つ出力が特徴で、構造がシンプルな分コストを抑えやすい点が魅力です。

扇風機や充電器など簡単な電気機器であれば、十分な性能を発揮します。また、ポータブル電源や非常用電源としても使われることが多く、必要最低限の機能をコンパクトに実現できる利便性があります。

三相インバーター

三相インバーターは三相交流を生成するため、高出力が求められる産業用のモーターや大型設備で活用されます。

強力な動力が必要となるエレベーターや工場の機械設備などでもスムーズに運転が行えます。そのため、大規模なシステムにおいて安定性やパフォーマンスを重視する場合に特に有用です。

単相インバーター

単相インバーターは単相交流に対応しており、家庭用や小規模事業所などで扱いやすい点が特長です。

エアコンや小型ポンプ、照明装置などの駆動に適していて、設置やメンテナンスの手間も比較的軽減できます。少ない負荷でも効率的に電源を供給したい場合に活用される種類のインサータです。

PWMインバーター

PWMインバーターはパルス幅変調技術を使って直流を交流に変換するため、効率が高く波形がなめらかになります。

特に、太陽光発電システムや電動自動車のモーター制御など、エネルギー損失を抑えたい用途によく選ばれます。また、産業用モーターでもノイズが少なく、安定した稼働を支える強みがあります。

高周波インバーター

高周波インバーターは高い周波数でスイッチングを行い、小型軽量化を実現しやすい特長があります。

携帯電話の充電器やノートパソコンの電源アダプター、LED照明など、持ち運びやすさが求められる機器に多く採用されています。加えて、放熱や省スペースにも寄与し、携帯機器の利便性を支えています。

低周波インバーター

低周波インバーターは動作周波数が低めで、構造が堅牢かつ信頼性が高い点が注目されます。

大型UPSや産業用機器、医療現場など、長時間連続稼働や安定供給が不可欠な場面で役立ち、耐久性や障害時のリスクを低減するために、あえて低周波タイプが選択される場合もあります。

ソーラーインバーター

ソーラーインバーターは太陽光発電システムから得た直流電力を効率よく交流に変換し、住宅や商業施設、ソーラーパークなどへ供給します。

日射量が変動する中でも最大限の出力を引き出す設計になっているため、安定した発電効率を追求できます。また、クリーンエネルギー活用の中核を担うインバータともいえます。

風力インバーター

風力インバーターは風力発電で生み出される不安定な直流電力を、安定した交流電力へ変換する役割を担います。

風速や気候条件の変化に対応しながら、電力を効率的に供給できる点が特徴です。小型の風力システムから大規模発電所まで幅広く用いられ、再生可能エネルギー活用の一翼を担っています。

車載インバーター

車載インバーターは自動車のバッテリーから取り出した直流電力を交流に変換し、車内で家庭用電気製品を使えるようにします。

車内冷蔵庫やノートパソコン、テレビ、エアコンの利用にも対応し、ドライブ中や災害時においても快適な環境を保てる点が強みです。また、振動や温度変化の激しい車内環境でも安定的に稼働します。

UPSインバーター

UPSインバーターは停電や電力障害が発生した際に瞬時に電力供給を切り替え、データセンターや病院の機器などを保護します。

特に高い信頼性や応答速度が求められる環境で活躍しており、無停電電源装置の中核となる存在です。ネットワーク機器や重要インフラに安定した電源を届けるための大切な要素と言えます。

ハイブリッドインバーター

ハイブリッドインバーターは太陽光や風力、バッテリーといった複数の電源を統合的に管理し、需要に合わせて効率的に電力を供給します。

オフグリッド住宅や災害時の非常用電源など、さまざまな状況に対応できる柔軟性が魅力です。多様なエネルギー資源を一括制御し、再生可能エネルギーの最大活用を目指すシステムに欠かせません。

インバータのメリット・デメリットを解説

インバータには多くの利点がある一方で、導入や運用に際して気をつけたい面も存在します。ここからは主なメリットとデメリットについて順番に見ていきます。

インバータのメリット

省エネ効果

インバータはモーターの回転速度を柔軟に制御し、必要に応じて出力を調整できるため、無駄なエネルギー消費を抑えられます。

例えばエアコンでは室温や外気温に合わせてコンプレッサーの回転速度を変化させることで効率的に冷暖房を行い、ポンプシステムでは必要な水量に合わせた運転が可能になるため、エネルギーコストを削減できます。

機器の寿命延長

インバータを導入するとモーターの起動や停止が急激になりにくいため、機械的な負荷を減らして部品の摩耗を抑えられます。

エレベーターにおいてはスムーズな加減速が可能になり、コンベアシステムではベルトや駆動部の寿命が伸びる効果が期待できます。結果としてメンテナンスの頻度や交換コストを抑制できる点も魅力です。

高精度な制御

インバータは周波数や電流をきめ細かく制御できるため、機器の動作を高精度に調整できます。

そのため、産業用ロボットでは複雑な動作の再現性を向上させ、医療機器においては繊細な調整が必要な場面でも安定したパフォーマンスを発揮します。こうした制御の自由度の高さが作業精度や安全性の向上にもつながるでしょう。

インバータのデメリット

高コストになる恐れがある

インバータは構造が複雑な分、導入費用やメンテナンスコストが上がりやすい傾向にあります。

特に高性能や特殊用途向けのインバータは初期投資が大きくなりがちですが、長期的に省エネ効果や機器寿命の延長によるコストメリットを考慮することで、導入の価値を見極めやすくなります。

また、コストパフォーマンスの良い製品を選ぶことや、機能を絞り込むことも重要でしょう。

ノイズの発生が懸念される

インバータは高周波スイッチングによって駆動するため、電磁ノイズが発生しやすいという側面を持ちます。

周辺の電子機器に影響が出る恐れがあるため、シールドケーブルやノイズフィルターの導入など、干渉対策をしっかり講じることが望まれます。適切な配線設計やアース対策を取ることで、そのリスクを抑えることが可能です。

高調波が発生する可能性がある

インバータは運転時に高調波を生じることがあり、電力系統へ悪影響を及ぼす可能性があります。

高調波によって他の機器が誤作動を起こしたり、設備の寿命が短くなったりするリスクも存在します。そのため、高調波フィルターを設置するほか、インバータを取り付ける場所を慎重に選定することで、この問題を最小限に抑えることができます。

選定の際のポイントは？インバータの選び方を紹介

インバータを導入する際は、用途や求められる機能に合わせた選定が不可欠です。出力波形や効率、サイズなど、さまざまな要素を総合的に判断しなければなりません。ここでは代表的な選定ポイントを紹介していきます。

出力波形の種類

インバータの出力波形は主に正弦波、修正正弦波、あるいは矩形波に分かれます。正弦波であればほとんどの機器を安定的に動作させられますが、その分コストがかかる場合があります。

修正正弦波や矩形波はコストは抑えられるものの、精密機器に対してノイズや作動不良を起こしやすい懸念もあるため、使用する機器に合わせて検討することが大切です。

効率

インバータの効率は高ければ高いほど、入力電力に対する無駄なロスが少なくなり、長期的な運用コストを抑えることにつながります。

ただし、効率の高い機種ほど導入価格が上がる傾向にあるため、ランニングコストと初期投資のバランスを見極める必要があります。

そのため、低効率タイプでも簡易的な用途には十分で、コストを抑えたい場合は有力な選択肢となります。

定格出力

定格出力が高いインバータほど、大規模な装置や複数の機器を同時に稼働させる場合に対応しやすくなります。

工場の大型設備やモーターなどを動かすなら高出力型が欠かせませんが、家庭や小規模オフィス用には必要以上の出力は無駄になることもあります。以上より、導入先の負荷容量や運用形態をしっかり把握することがポイントです。

入力電圧範囲

入力電圧範囲が広いインバータは、さまざまな電源条件に柔軟に対応できるため、太陽光やバッテリーなど複数の電源を取り込むハイブリッドシステムでも活躍します。

一方で範囲が狭い機種は特定の電源条件に最適化されており、効率が高い傾向があります。想定される電源環境を考慮し、過不足のない範囲を選ぶことが大切です。

サイズと重量

設置スペースの限られた場所や携帯性を求める現場では、小型で軽量なインバータが便利です。逆に大型のインバータは高出力を得やすく、産業用の大容量電力供給に向いています。

設置場所や移動の有無、メンテナンスのしやすさなどを考慮しながら、最適な大きさと重量を選択することが大事です。

ノイズレベル

インバータはスイッチング動作によるノイズを発生しますが、そのレベルは機種によって異なります。

医療機器や精密制御が必要な場面ではノイズの少ない機種を選び、干渉を防ぐ対策を行うことが重要です。

一方で一般家庭用であれば、極端な低ノイズ仕様でなくとも問題ないケースも多く、コストを優先するなら必要最小限の機種で十分です。

耐久性

連続運転が多い工場や長期間稼働が求められる場所では、耐久性の高いインバータが望ましいといえます。

UPSや産業用インバータには故障を防ぐための設計が施されているケースが多く、メンテナンスコストやダウンタイムを抑えるメリットがあります。一時的な使用や消費電力が小さい用途であれば、耐久性を重視しない選び方を検討してもよいでしょう。

温度範囲

動作温度範囲が広いインバータは、極端な高温や低温下でも安定稼働しやすいため、屋外設置や過酷な環境での使用に向いています。

家庭内やオフィスなど温度変化が少ない場所で運用する場合には、一般的な温度対応の機種でも十分です。結論として、設置場所の気候条件を考慮して適したモデルを選ぶことが大切です。

保護機能

過電流や過電圧、短絡などから機器を守る保護機能が充実しているかどうかは信頼性に直結します。

医療機器や重要な産業機器を扱う場合には、多少コストが高くても保護機能の多いインバータを選ぶことで、トラブル時のリスクを軽減できます。逆に、一般家庭向けの場合は、必要最低限の保護機能でも十分なケースが多いです。

制御機能

制御機能が豊富なインバータほど、周波数や出力の微調整が可能になり、複雑なシステムに対応しやすくなります。ロボットの駆動や高度な生産ラインなど、精密制御が求められる現場では重要な要素です。

一方で家庭用の単純な運転がメインなら、高度な制御機能を備えた機種を必ずしも必要としない場合もあるため、用途に合わせて選ぶと良いでしょう。

拡張性

システムを将来的に大きくしたい場合や他の電源と組み合わせて使う予定がある場合は、拡張性の高いインバータを選ぶとスムーズに対応できます。

ハイブリッドインバータやモジュラー構成を取れる製品は、バッテリーや再生可能エネルギーとの連携を見据えて設計されていることが多く、長期的に運用を考える際の重要な要素となります。

メンテナンスの容易さ

メンテナンスが容易なインバータであれば、部品交換や点検を短時間で済ませられるため、運用コストを低く抑えられます。

特に商業施設や家庭用ではトラブルを早期に発見しやすく、稼働停止のリスクを減らせる点が魅力です。反対に専門知識や特殊ツールが必要な機種は導入コストこそ低くても、メンテナンスコストがかさむ可能性があります。

【おすすめ15社ピックアップ】インバータの代表的なメーカーを紹介

インバータのメーカーを選ぶ際には、取り扱う製品の種類や技術力、納入実績が重要なポイントになります。ここでは主なメーカー15社について、それぞれの特徴を簡潔に紹介していきます。

シュナイダーエレクトリック

シュナイダーエレクトリックはフランスに本社を構え、エネルギー管理やオートメーション技術で世界的な知名度を誇る企業です。

産業用インバーターでは幅広いソリューションを提供し、エネルギー効率向上を目指すユーザーに対して高度な技術サポートを行っています。

また、ビルディングオートメーションや工場の省エネ対策でも活用されており、世界各地で豊富な導入実績を持っています。

アジア電子工業株式会社

アジア電子工業株式会社は長野県に本社を置き、DC-ACインバーターの開発・製造に特化しています。

高品質な正弦波インバーターを中心に提供し、カスタムメイドにも対応可能です。電力会社や鉄道、建設機械など、国内外のさまざまな産業で利用されており、信頼性を重視する現場から高い評価を得ています。

株式会社ダイナックス

株式会社ダイナックスは北海道を拠点に、自動車用電動アクスルの開発などを行う企業です。

小型車用のe-Axleインバーターを扱い、自動車産業における電動化や省エネ化のニーズに応えています。車両制御技術を含めた総合的なソリューションが強みで、自動車メーカーへの納入実績も豊富です。

長野日本無線株式会社

長野日本無線株式会社は長野県に本社を置き、無線通信機器や電子機器で実績を重ねてきた企業です。

車載エアコン用のインバーターを製造しており、自動車分野で培ったノウハウを活かした設計が特徴的です。通信技術と電源技術を組み合わせた製品開発に強みを持ち、幅広い分野で活躍しています。

芝電機株式会社

芝電機株式会社は東京都に本社があり、さまざまな電源機器を手がけるメーカーです。

DC-ACインバーターにも力を入れており、産業機器や電力供給システムなど幅広い分野で採用されています。確かな技術力に加え、ユーザーのニーズに応じた柔軟な対応が評価されており、国内企業との連携実績も豊富です。

株式会社豊田自動織機

株式会社豊田自動織機は愛知県に本社を置き、自動車部品から産業機器まで多岐にわたる事業を展開しています。

ACインバーターの開発にも注力しており、自動車産業で培った高品質・高耐久な製品設計が特徴です。フォークリフトなどの産業車両分野でも豊富な実績を持ち、国内外で高いシェアを誇ります。

株式会社明電舎

株式会社明電舎は東京都に本社を構え、発電や送電など電力インフラを支える機器の開発・製造を行っています。

産業用インバーターでは鉄道システムやエネルギー分野で活躍しており、高い信頼性と長期使用に耐えうる設計が特長です。電力制御の専門企業ならではの技術力が評価され、インフラ設備の多くで導入が進んでいます。

株式会社安川電機

株式会社安川電機は福岡県に本社を置き、サーボモータや産業用ロボットの分野で世界的に知られています。

サーボモータ用やロボット用インバーターなど、高度なモーションコントロールが求められる用途に強みを持ち、産業オートメーションのあらゆる場面で活用されています。精密制御に適したソリューションが特長です。

東芝産業機器システム株式会社

東芝産業機器システム株式会社は神奈川県に本社を置き、産業用モーターやインバーターを中心に事業を展開しています。

高出力かつ省エネ性能を両立させた製品ラインアップが強みで、工場の生産ラインから大型プラントまで幅広く導入されています。信頼性と効率を重視するユーザーに支持されるブランドです。

株式会社協豊製作所

株式会社協豊製作所は愛知県を拠点に、自動車用プレス部品やEV関連部品などを製造しています。

ハイブリッド車用インバーターの開発も手がけ、自動車産業の電動化ニーズに合わせた技術を磨いています。高品質で安定的な電力制御を行う設計が評価され、主要自動車メーカーへの納入実績を積み重ねています。

メルコパワーデバイス株式会社

メルコパワーデバイス株式会社は福岡県に本社を置き、パワーデバイスの製造に特化した企業です。

パワーデバイス用インバーターでは半導体技術を駆使し、電子機器や産業機器における省エネ化と高効率化に貢献しています。細部にわたる品質管理や部品選定など、パワーエレクトロニクス分野での高度なノウハウが特徴です。

株式会社三社電機製作所

株式会社三社電機製作所は大阪府に拠点を置き、半導体や電源機器の製造を行う老舗企業です。

電源機器用インバーターの開発においても多くの実績を持ち、産業機器をはじめ、さまざまな電子機器分野に製品を供給しています。最新の技術動向を取り入れつつ、長年培ったノウハウを活かした製品づくりが評価されています。

株式会社オリジン

株式会社オリジンは埼玉県に本社を構え、電源機器や半導体デバイスなど多彩な事業を展開しています。

スパッタ用電源インバーターが主力製品の一つで、研究開発から量産ラインまで幅広いニーズに応える技術を有しています。高い変換効率や安定性を両立させる設計で、先端分野での評価も高まっています。

サン電子工業株式会社

サン電子工業株式会社は大阪府に本社を置き、アルミ電解コンデンサーの製造を通じて培ったノウハウを生かし、DC-DCコンバーターやAC-DCインバーターを展開しています。

電子機器や産業機器などに対応した製品づくりを得意としており、小型化や高耐久化が求められる分野で採用事例を増やしています。

神星工業株式会社

神星工業株式会社は愛知県に本社があり、自動車電装品の開発・製造に長年携わってきました。

自動車用インバーターでは耐久性や高温環境での信頼性を追求し、数多くのメーカーに製品を供給しています。電装品全般における開発力と部品品質を強みに、自動車向けのカスタマイズにも柔軟に対応しています。

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