エネルギーフィードバックユニットサプライヤーは、周波数変換器の正しい選択が機械設備の伝送制御システムの正常な動作にとって非常に重要であることを改めて認識しています。これは、周波数変換器の誤った選択によるメンテナンスで発生する不要な損失を回避するためです。まず、周波数変換器を選択する目的を明確に定義する必要があります。次に、機器の種類、負荷特性、速度範囲、制御モード、使用環境、保護構造、その他の要件に基づいて適切な周波数変換器を選択する必要があります。これにより、生産技術と経済的利益の両立が目標となります。
1.機械設備の負荷トルク特性
実務上、生産機械は負荷トルク特性の違いに基づいて、定トルク負荷、定電力負荷、低トルク特性負荷の3種類に分類されることが多いです。周波数変換器を選択する際には、当然のことながら負荷特性を基本に考える必要があります。
トルク特性負荷を低減
各種ファン、水ポンプ、油圧ポンプなどにおいて、羽根車が回転すると、ある速度範囲において空気または液体によって発生する抵抗は速度の2乗にほぼ比例し、トルクは速度の2乗に応じて変化し、負荷動力は速度の3乗に比例して変化します。このような負荷を低トルク負荷と呼びます。
定電力負荷
このタイプの負荷の特徴は、必要なトルクTLが速度nにほぼ反比例することです。モータ速度が低下すると、負荷の出力トルクは実際に増加します。つまり、速度範囲内では、低速ではトルクが大きく、高速ではトルクが小さくなりますが、モータの出力は一定です。金属切削工作機械のスピンドル、圧延機、製紙機械、巻取機、巻出し機などのフィルム生産ラインにおけるスピンドルはすべて定電力負荷に属します。
負荷の定出力特性は、ある一定の速度変化範囲に限定されます。速度が非常に低い場合、機械強度の制限により、TLは無限に増加できず、低速域では定トルク特性に変化します。負荷の定出力領域と定トルク領域は、伝動方式の選択に大きな影響を与えます。モータが定磁束速度制御の場合、最大許容出力トルクは変化せず、定トルク速度制御に属します。弱磁束速度制御の場合、最大許容出力トルクは速度に反比例し、定出力速度制御に属します。電動機の定トルクおよび定出力速度制御範囲が負荷の定トルクおよび定出力範囲と一致する場合、つまり「マッチング」する場合、電動機の容量と周波数変換器の容量はともに最小になります。
定電力負荷の機械的特性は複雑です。システムを設計する際には、非同期モータを同期速度を超えて運転しないように注意する必要があります。そうしないと、破壊的な機械的故障が発生する可能性があります。周波数変換器の容量は通常、非同期モータの容量の約倍とみなされます。
一定トルク負荷
定トルク負荷では、負荷トルクTLは速度nに依存しません。どの速度においても、負荷トルクTLは一定またはほぼ一定であり、負荷電力は負荷速度の増加に比例して増加します。例えば、クレーン、コンベア、射出成形機、ミキサー、ホイストなどの摩擦負荷はすべて定トルク負荷に属します。周波数変換器を用いてこのような負荷を制御する目的は、設備の自動化、労働生産性の向上、製品品質の向上を実現することです。
周波数変換器が定トルク負荷を駆動する場合、低速時の出力トルクは十分に大きく、十分な過負荷容量（通常は定格電流の150%）を備えている必要があります。低速で長時間安定して運転する必要がある場合は、非同期モータの過度の温度上昇を防ぐため、モータの放熱能力を考慮する必要があります。
システム設計においては、非同期モータの容量を適切に増加させるか、周波数変換器の容量を増加させることに注意する必要があります。周波数変換器の容量は、一般的に非同期モータの容量の約倍とされます。
2.負荷特性に基づいて周波数変換器の適切な制御方法を選択する
周波数変換器の製造プロセスに加えて、周波数変換器が採用する制御方法も非常に重要です。周波数変換器の制御方法は、主に開ループ制御と閉ループ制御に分けられます。開ループ制御方式は構造が簡単で性能が信頼できますが、速度制御精度と動的応答性能は比較的低くなります。閉ループ制御方式は、流量、温度、位置、速度、圧力などのパラメータの変化に基づいてリアルタイム制御を実行できます。動的応答は速いですが、実装が難しく、コストがかかる場合があります。ユーザーは、必要な速度制御特性を得るために、自分のニーズに応じて対応する制御モードを選択する必要があります。
3. 設置環境に応じて周波数変換器の保護構造を選択する
周波数変換器を選定する際には、設置環境を考慮する必要があります。設置環境には、周囲温度、湿度、粉塵含有量、腐食性ガスなど、周波数変換器の長期的かつ信頼性の高い動作に密接に関連する要因が含まれます。動作条件が満たされない場合は、適切な保護対策を講じる必要があります。
ほとんどの周波数コンバータ製造元は、ユーザーが選択できる次の一般的な保護構造を提供しています。
（１）開放型IP00は、前面から周波数変換器内部の活電部への人体接触を防止するもので、電気制御盤や電気室内のスクリーン、パネル、ラックへの設置に適しており、特に複数の周波数変換器を集中的に使用する場合に適するが、設置環境に対する要求が厳しい。
(2) IP20およびIP21の密閉型周波数変換器は筐体に収められており、建物の壁面に取り付けることができます。埃や温度・湿度が最小限に抑えられたほとんどの屋内設置環境に適しています。
（３）密閉型IP40およびIP42は、環境条件が悪い産業現場に適しています。
（4）IP54およびIP55の密閉性、防塵および防水保護構造を備え、環境条件が悪く、水しぶき、ほこり、特定の腐食性ガスが発生する産業現場に適しています。
建設現場における可変周波数速度制御システムの選択は、実際のプロセス要件と適用シナリオに基づいて行う必要があります。長所と短所を比較検討し、合理的かつ総合的に判断して選択する必要があります。周波数変換器を正しく柔軟に使用することでのみ、AC可変周波数速度制御システムを安全かつ確実に運用することができます。