「インバーター」とは?「コンバーター」との違いや仕組みも解説

家電量販店の店頭やテレビCMなどで、「インバーター」という言葉を見聞きすることがよくあります。言葉としてはなじみがある「インバーター」ですが、どのような機能であるかについてはよくわからないという方が多いかもしれません。今回は「インバーター」について、「コンバーター」との違いや仕組みなども解説します。



「インバーター」とは

「インバーター」とは電流の変換装置

「インバーター」とは、電流の周波数や電圧を変えるために交流をいったん直流に変換した後、再び交流に変える回路や装置のことです。

エアコンなどのモーターの駆動用や蛍光灯、炊飯器などの家電だけにとどまらず、コンピューターの電源装置など幅広い用途に使われています。

「インバーター」はモーターの回転速度を変えられる

モーターの回転速度は、周波数によって変えることができます。「インバーター」を活用すれば周波数を調整できるため、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るのです。

この働きを応用することで、エアコンの運転強度や蛍光灯の明るさにおいても微妙な調整が可能となり、快適な室温や明るさが得られるようになるのです。

「インバーター」には電源を安定させる働きも

電源の周波数や電圧は常に一定しているわけではなく、多少の変動や瞬間的な停電(瞬停)が起きています。

コンピューターの電源で変動や瞬停が発生すると強制終了や誤作動の原因となりますが、インバーターを用いることで一定の周波数や電圧の交流を作ることができるようになり、コンピューターを安全かつ安定的に稼働させることが可能となります。

「インバーター」と「コンバーター」の違い

「コンバーター」は交流を直流に変えるもの

「コンバーター」とは、交流を直流に変換する回路のことです。「インバーター」は直流を交流に変える回路なので、「コンバーター」はちょうど「インバーター」の逆の働きをします。

「インバーター」で交流に変換する直流は、家庭用電源の交流を「コンバーター」によって直流に変換したものです。

「コンバーター」は「インバーター」に含まれるもの

「インバーター」には狭義と広義の2つの意味合いがあって、回路としての「コンバーター」と「インバーター」およびコンデンサーなどの装置をひとまとめにしたものも「インバーター」と呼んでいます。

つまり、「コンバーター」は狭義の「インバーター」の逆の働きをする回路のことを指すとともに、広義の「インバーター」の構成要素でもあるのです。

なお、一般的に狭義の「インバーター」のことをインバーター回路と呼び、「コンバーター」などとひとまとめにした装置のことを「インバーター」と呼びます。

「インバーター」の仕組み

インバーター回路+コンバーター回路=「インバーター」

交流の電源はそのままの状態で周波数と電圧を変えることは、技術的に難しいそうです。しかし、いったんコンバーター回路で直流に変換した後でもう一度交流に変換すれば、インバーター回路の中にある半導体のオン・オフによって周波数と電圧を自在に変えることができます。

「インバーター」の仕組みは半導体の切り替えが鍵

インバーター回路が交流を直流に変換する仕組みは、2つの蛇口がついた容器をイメージすればわかりやすいでしょう。

この容器は、両方の蛇口が開いているときの水は一定の勢いで流れ出し、片方が開いているときはもう一方が閉じていますが、インバーター回路はこの蛇口にあたる働きをするのです。

この容器から流れ出す水の量(=電圧)や向き(=電流)は、蛇口を開ける時間やどちらの蛇口を開けるかによって調節できるため、両方の蛇口から水が出ているときは直流、片方の蛇口から交互に水が出ているときは交流に変換できるという仕組みです。

「インバーター」のメリット

「インバーター」最大のメリットは省エネ

たとえば「インバーター」なしのエアコンの場合だと、温度の調節はスイッチのオン・オフでしか行えません。冷房なら冷えすぎるとスイッチを切り、暑くなったら再びスイッチを入れるという具合です。

エアコンは起動するときに最も電気の消費量が多くなるため、スイッチのオン・オフでの温度調節は電気を浪費します。ところが「インバーター」搭載のエアコンであればスイッチを入れたまま温度調整ができるので、省エネにつながるのです。

洗濯機においても「インバーター」ありなら、モーターの回転数や水量をコントロールできるため、省エネだけでなく運転音を抑える効果も期待できます。

引っ越ししても同じ電化製品が使える

日本では地域によって電源の周波数が違っていて、静岡県の富士川と新潟県の糸魚川を結ぶ線の東側が50Hzで西側が60Hzとなっています。

かつての電化製品はどちらか一方の電源にだけ対応していたため、境界線を越えて引っ越す場合は電化製品を買い直す必要がありました。けれども「インバーター」が普及した現在では、周波数を気にすることなく電化製品を使うことができるのです。

車の電源で家電が使える

一般の家庭用コンセントは交流100Vですが、多くの車のバッテリーは直流12Vです。直流12Vで家電製品を使うことはできませんが、車載インバーターを使って交流100Vに変換すれば、車の電源で家電製品を使うことができるようになります。

車載インバーターの使用方法は、コネクタをシガーライターソケット(パワーアウトレット)にさすだけです。これで携帯やスマホの充電がなくなりそうになっても慌てずにすみますね。

まとめ

「インバーター」とはどのようなものかに加え、「コンバーター」との違いや仕組みも解説しました。今まで何気なく使っていた「インバーター」家電ですが、便利なだけでなく省エネにも役立つ優れものだったのですね。

これからも「インバーター」の技術はさまざまな製品に生かされ、さらに快適な毎日を支えてくれるでしょう。