周波数変換器用エネルギーフィードバック装置のサプライヤーは、現代の産業において、モーターは幅広い用途を持つ一種の高エネルギー消費型動力機器であることを改めて認識させています。統計によると、中国の総設備容量は約4億キロワットで、年間の電力消費量は約6,000億キロワット時で、産業電力消費量の70～80％を占めています。中国は主に中小型モーターに依存しており、その約80％を占めています。また、中小型モーターの電力消費量は総損失の90％を占めています。中国のモーターの実用化においては、海外と比べて大きな格差があり、ユニット効率は75％で、海外より10％低くなっています。システムの運転効率は30～40％で、国際先進レベルより20～30％低くなっています。そのため、中国の中小型モーターは省エネの潜在力が大きく、モーターの省エネ推進が急務となっています。
非同期モータは、構造がシンプルで製造が容易、価格が安く、耐久性があり、動作が安定しており、過酷な環境にも適しているため、工業生産や農業生産において広く利用されています。特に、様々な産業におけるポンプやファンの駆動において、ポンプやファン駆動用モータの省エネ効果は高く評価されています。
科学技術の急速な発展、特にパワーエレクトロニクス技術、マイクロエレクトロニクス技術、自動制御技術の高度な開発と応用により、周波数変換器の省エネ効果はより顕著になっています。無段階速度調整が実現できるだけでなく、さまざまな負荷下で効率的に動作し、優れた動特性を備え、高性能、高信頼性、高精度の自動制御を実現できます。電圧低減速度調整、極数変更速度調整、滑り速度調整、ACカスケード速度調整などの他の速度調整方法と比較して、可変周波数速度調整は、安定した性能、広い速度調整範囲、および高効率を備えています。現代の制御理論とパワーエレクトロニクス技術の発展に伴い、AC可変周波数速度調整技術はますます完成度が高まり、ACモーターの速度調整のトレンドとなっています。可変周波数速度制御装置（VFD）は、産業分野で広く使用されています。
周波数変換器を用いた速度制御信号伝送は高速で、制御システムの時間遅延が小さく、応答が敏感で、調整システムの制御精度が高く、使い勝手が良いため、生産量の向上、品質の確保、生産コストの削減につながります。そのため、周波数変換器は工場や鉱業企業における省エネ・消費量削減に広く利用されています。
可変周波数モーター省エネ装置は、革新的な新世代モーター専用制御製品です。マイクロプロセッサによるデジタル制御技術を基盤とし、内蔵の専用省エネ最適化制御ソフトウェアにより、モーター動作時の電圧と電流を動的に調整します。モーターの回転速度を変化させることなく、モーターの出力トルクが負荷需要に正確に一致するように制御することで、モーターの過剰出力による電力の無駄を効果的に回避します。
ACモーターは現在最も広く使用されているモーターであり、全モーターの約85%を占めています。構造がシンプルでコストが低く、メンテナンスが不要という利点があります。しかし、速度制御が難しいという弱点があり、多くの用途での使用が制限されるか、速度制御のために機械的な手段が必要になります。
負荷の種類に応じて、周波数変換器の典型的な用途は2つあります。1. 定トルク用途、2. 可変トルク用途です。用途目的の主な目的は、1. プロセスの改善、プロセス中の回転速度の確保、異なる負荷下での回転速度、正確な位置決めです。優れた速度制御性能により、生産性の向上、製品品質の向上、快適性の向上、設備の合理化、環境への適応・改善などを実現します。2. 省エネ変換の主な目的は、流量や圧力の調整が必要なファンやポンプの速度を制御することで、大きな効果を達成することです。
可変周波数速度制御の原理
ファン、送水ポンプ、エアコンプレッサー、油圧ポンプ、循環ポンプなどのモーター負荷は、企業で使用される電力消費設備の大部分を占めています。技術的な制約により、これらの負荷に対する流量、圧力、または風量制御システムは、ほぼすべてバルブ制御システムです。これらのシステムでは、モーターは定格回転数で駆動され、システムは一定の流量、圧力、または風量を提供します。機器の運転要件が変化すると、機器の運転条件の変化に対応するために、出口端に配置されたオーバーフロー弁、リリーフ弁、または比例制御弁によって負荷の流量、圧力、または風量が調整されます。オーバーフロー弁または比例制御弁がオーバーフローすると、大量のエネルギーが放出されます。この消費エネルギーは、実際にはモーターが電力網から吸収するエネルギーの一部であり、大きな電力の浪費を引き起こします。この種の負荷の動作特性から、モーター出力は速度の3乗に比例し、速度は周波数に比例することがわかります。モーターの動作モードを変更して、常に定格動作周波数で動作するのではなく、可変周波数調整制御システムを使用して始動停止制御および調整操作を行うと、速度を 0 ～ 2900r/min の範囲内で連続的に調整できます。つまり、出力流量、圧力、または空気量も 0 ～ 100% の範囲内で連続的に調整できるため、負荷の動作ニーズに正確に一致し、省エネと消費量の削減の目標を達成できます。
ACモーターの速度は次のようになります: n=60f (1-s)/p
式中：n=モーター速度
F = 電力周波数
P = モーターの極数
S = スリップ率
式からわかるように、交流モータの同期速度nは電源周波数fに正比例します。したがって、電源周波数を変化させることでモータ速度を変化させ、速度制御の目的を達成することができます。
省エネのための可変周波数速度制御の原理
可変周波数速度制御は電力を節約します。その名の通り、可変周波数速度制御のみが電力を節約できます。以下は、2つの典型的な負荷アプリケーションにおける省エネ原理の分析です。
（１）定トルク負荷用途
一定トルク負荷とは、速度の変化に関係なく、負荷トルクが一定のままであることを意味します。
次の式：P=K * T * N
K=係数
P=シャフトパワー
T = 負荷トルク
N=回転速度
上記の式から、軸動力はモーター回転速度に正比例することがわかります。プロセスのニーズに応じてモーター回転速度を調整すれば、それに応じた電力節約が自然に達成されます。
（２）可変トルク負荷用途
遠心ファンとポンプは典型的な可変トルク負荷に属し、その動作特性は、ほとんどが長時間連続運転することです。負荷トルクは回転数の2乗に比例するため、回転数が定格回転数を超えると、モーターに深刻な過負荷が発生します。そのため、ファンとポンプは通常、定格周波数を超えて運転することはありません。