この項目では、交流電力を生成する電源回路について説明しています。論理回路におけるNOTについては「NOTゲート」をご覧ください。
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自立型太陽光発電プラントのインバータ(ライン川沿いのシュパイアーにて)
インバータ(英語: Inverter)とは、直流または交流から、周波数の異なる交流を発生させる(逆変換する)電源回路、またはその回路を持つ装置のことである。逆変換回路(ぎゃくへんかんかいろ)、逆変換装置(ぎゃくへんかんそうち)などとも呼ばれる。制御装置と組み合わせることなどにより、省エネルギー効果をもたらすことも可能なため、利用分野が拡大している。
インバータと逆の機能を持つ回路(装置)はコンバータ、または整流器(順変換器)とも言う。 回路は一般に半導体素子(電力用半導体素子)と受動素子とを組み合わせて構成される。電動発電機と比べ機械的要素が不要なため効率がよく、保守が容易である。波形の出力方法としてパルス変調が用いられる。 出力インピーダンスが小さく、電圧源として動作するものである。コンバータ回路の直流側に大容量のコンデンサが並列に接続されている。 出力インピーダンスが大きく、電流源として動作するものである。順変換回路の直流側に大容量のリアクトルが直列に接続されている。 初期の頃はロイヤー回路 DC-ACインバータ回路系のインバータ回路であるが、チョークコイル型を用いたLC共振型と共振トランスを利用して効率改善を図った共振型があり、インバータ回路分野ではかなり特殊なインバータである。インバータが特殊なのは負荷が放電管という負性抵抗特性を有する素子を駆動するため、負性抵抗に対処するための独自の工夫が必要だからである。LC共振型は主に電流共振型回路を基本にしたものが多く、それに様々な工夫を加えている。主に蛍光灯などの熱陰極管 初期の頃はロイヤー回路
回路方式
電圧形インバータ
電流形インバータ
電力変換系のインバータ回路
DC-ACインバータ回路系のインバータ回路 ロイヤー回路 電流共振型 コレクタ共振型回路
蛍光管点灯用のインバータ回路
DC-DCコンバータのインバータ回路 ロイヤー回路 コレクタ共振型
現在はコレクタ共振型回路
というものが多く使われ小型化されている。周波数は数十kHzである。駆動周波数が低く、大電流大電力である。駆動対象は三相誘導電動機もしくは同期電動機がほとんどであり、スイッチング素子を各相2組ずつ用いた三相出力インバータが用いられる。直入れ始動と比べてインバータ方式では電動機の回転速度調整や出力トルクの調整が容易になることによって効率を大幅に改善することができる。省エネの観点からも、電動機では直入れ制御からの置き換えが推奨される。 整流後の直流から三相交流を作り出す回路
回転磁界式の交流電動機では、電機子誘起起電力と周波数:回転数がほぼ比例するので、インバータにより誘起起電力+インピーダンス降下の電圧を加えて定起動電流、定スベリ(定遅れ角)に制御する方式が開発されて、鉄道界ではそれをVVVFインバータ制御、VVVF制御(可変電圧可変周波数制御)と呼んで、1990年代以降の現在ではほとんどの新製車の動力方式となっている。
VVVFインバータのスイッチング素子として、低出力用はバイポーラトランジスタ、MOS-FET、大出力用はゲートターンオフサイリスタ(自己消弧型サイリスタ)や、より高速の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ (IGBT) が主として使用されている。