💭 こんな疑問、ありませんか？
- 誘導電動機の速度って、どうやって変えるの？
- インバータって何？V/f制御って？
- 4つの制御法の違いがイメージできない…
✅ この記事でスッキリ解決！
「扇風機のダイヤル」「自転車のギア」など身近な例えで、4つの速度制御法を完全マスターできます！
📌 この記事の結論（先に知っておこう！）
誘導電動機の速度を変える方法は4つあります。同期速度の公式 Ns = 120f / p から、極数pか周波数fを変えれば速度が変わります。それ以外に、電圧や二次抵抗を変える方法もあります。試験では「インバータ＝V/f制御」が超重要です！
目次
🚗 まずは「速度制御」のイメージをつかもう！
誘導電動機の速度制御を一言で言うと…
「モーターの回転速度を、用途に合わせて自由に変える技術」
身近な例で考えてみましょう。
🌀
扇風機
弱・中・強で風量を変える
🚗
電気自動車
アクセルで速度を調整
🏭
ベルトコンベア
製品に合わせて速度調整
これらは全て「モーターの速度制御」が使われています。では、どうやって速度を変えるのでしょうか？
🔑 速度制御の鍵は「同期速度の公式」にあり！
速度制御を理解するために、まず同期速度の公式を思い出しましょう。
Ns = 120f / p [min⁻¹]
この公式から、速度を変える方法が見えてきます！
💡 公式から読み取れる2つのヒント
📈
fを大きくする
→ Nsが大きくなる（速くなる）
📉
pを大きくする
→ Nsが小さくなる（遅くなる）
🎯 速度制御 4つの方法｜一覧で確認！
誘導電動機の速度を変える方法は、大きく分けて4つあります。
| 制御法 | 何を変える？ | イメージ | 特徴 |
|---|---|---|---|
| ①極数変換 | 極数p | 🚲 自転車のギアチェンジ | 段階的な速度変更 |
| ②周波数制御 | 周波数f | 🎹 ピアノの音の高さ | 滑らかに自由自在 ⭐ |
| ③一次電圧制御 | 電圧V | 💡 照明の調光器 | トルクを変えて制御 |
| ④二次抵抗制御 | 抵抗r₂ | 🚰 水道の蛇口 | 巻線形専用 |
⭐ 試験最重要！ 現在、最も広く使われているのは②周波数制御（インバータ制御）です。「V/f制御」「V/f一定制御」というキーワードと一緒に覚えましょう！
🚲 ①極数変換｜自転車のギアチェンジ
🔧 極数変換とは？
極数変換は、モーターの「極数p」を変えて、同期速度Nsを変える方法です。
自転車のギアチェンジで考えてみましょう。
🚲
軽いギア（歯数少ない）
⚙️ 小
ペダルは軽いけど…
スピードが出ない
重いギア（歯数多い）
⚙️⚙️⚙️ 大
ペダルは重いけど…
スピードが出る！
モーターも同じです！
🏭
極数が少ない（p=2）
Ns = 120×50÷2
= 3000 min⁻¹（速い！）
極数が多い（p=4）
Ns = 120×50÷4
= 1500 min⁻¹（遅い）
📝 極数変換のポイント
✅ 極数pを増やす → 同期速度Nsが下がる（遅くなる）
✅ 極数pを減らす → 同期速度Nsが上がる（速くなる）
⚠️ 速度は「段階的」にしか変えられない（2極→4極→6極…）
🎹 ②周波数制御（インバータ）｜試験最重要！
🌟 インバータ制御とは？
周波数制御は、電源の「周波数f」を変えて、同期速度Nsを変える方法です。
これが現代の主役、インバータ制御です！
⭐⭐⭐
周波数制御＝インバータ制御
これが試験で一番大事！
ピアノの音で考えてみましょう。
🎹
低い音（周波数が低い）
♪ 〜〜〜
弦の振動がゆっくり
ゆったりした音
高い音（周波数が高い）
♪ ~~~~
弦の振動が速い
キンキンした音
モーターも同じです！電源の周波数を変えると、回転速度が変わります。
📊 計算例（極数p=4の場合）
f = 30 Hz
Ns = 120×30÷4
= 900 min⁻¹
f = 50 Hz（通常）
Ns = 120×50÷4
= 1500 min⁻¹
f = 60 Hz
Ns = 120×60÷4
= 1800 min⁻¹
⚡ V/f制御とは？（超重要！）
周波数を変えるとき、電圧もセットで変える必要があります。これがV/f制御です！
⚠️ なぜ電圧も変えるの？
周波数だけ下げると…電流が増えすぎてモーターが焼ける！
だから「V/f（電圧÷周波数）を一定」に保つことが大切なんです。
V/f = 一定
電圧Vと周波数fの比率を一定に保って制御する
例：200V÷50Hz = 4 → この「4」を保つ！
💡 ③一次電圧制御｜照明の調光器
🎚️ 一次電圧制御とは？
一次電圧制御は、モーターにかける「電圧」を変えて、速度を調整する方法です。
照明の調光器（ダイヤル式の明るさ調整）で考えてみましょう。
💡
電圧を下げる
🔅
照明が暗くなる
モーターは遅くなる
電圧を上げる
🔆
照明が明るくなる
モーターは速くなる
📌 電圧とトルクの関係
ここで重要なポイント！電圧を変えると、トルク（回転力）が変わります。
トルク T ∝ V²
トルクは電圧の2乗に比例する！
📊 計算例
電圧を70%（0.7倍）に下げると…
トルクは 0.7² = 0.49倍（約半分）になる！
⚠️ 注意点：電圧を下げすぎるとトルクが足りなくなって、負荷に負けてしまいます。扇風機の「弱」モードをイメージしてください。
🚰 ④二次抵抗制御｜水道の蛇口
🔧 二次抵抗制御とは？
二次抵抗制御は、「巻線形誘導電動機」専用の制御方法です。
回転子（二次側）に外部から抵抗を接続して、その抵抗値を変えることで速度を調整します。
💡 ポイント：かご形誘導電動機では使えません！巻線形は回転子に「スリップリング」という接続端子があるので、外部から抵抗を接続できるのです。
水道の蛇口で考えてみましょう。
🚰
蛇口を絞る（抵抗大）
💧
水の流れが遅くなる
モーターも遅くなる
蛇口を開ける（抵抗小）
💦💦
水の流れが速くなる
モーターも速くなる
⚠️ 二次抵抗制御の欠点
❌ デメリット
・抵抗で電力を熱として捨てる → 効率が悪い
・抵抗器が発熱する → 冷却が必要
・現在はほとんど使われない → インバータ制御が主流
📊 4つの制御法を比較しよう！
| 制御法 | 変える量 | 速度変化 | 効率 | 適用 |
|---|---|---|---|---|
| ①極数変換 | 極数p | 段階的 | ◎ 良い | かご形 |
| ②周波数制御 ⭐ | 周波数f | 連続的 | ◎ 最良 | かご形 |
| ③一次電圧制御 | 電圧V | 連続的 | ○ 普通 | かご形 |
| ④二次抵抗制御 | 抵抗r₂ | 連続的 | △ 悪い | 巻線形のみ |
🏆 現代の主役は「②周波数制御（インバータ）」！
試験でも必ず出る超重要テーマです！
✅ まとめ｜試験で覚えるべきポイント
📝 速度制御の4つの方法
①極数変換：極数pを変える → 自転車のギアチェンジ
②周波数制御（インバータ）：周波数fを変える → V/f一定制御 ⭐超重要
③一次電圧制御：電圧Vを変える → T ∝ V²（トルクが変わる）
④二次抵抗制御：二次抵抗r₂を変える → 巻線形専用・効率悪い
🎯 試験での出題ポイント
・「インバータ」といえば → 周波数制御
・「V/f制御」「V/f一定」といえば → 周波数制御
・「滑らかに速度を変える」といえば → 周波数制御
・「巻線形」「二次抵抗」といえば → 二次抵抗制御