重要なインバータが、気づかないうちに故障寸前になっていませんか？

問題：カレンダーどおりの保全では足りない

インバータの大部分は半導体と銅でできており、これらはほとんど劣化しません。劣化するのは二つです。直流部の電解コンデンサ（平滑コンデンサ）と冷却ファンです。これらが消耗品であり、適切な時期に交換することがインバータの予防保全のほぼすべてです。

どちらもカレンダーの日付ではなく熱で劣化します。涼しく清潔な部屋のインバータは、炉の横の高温な盤内にある同じインバータの2倍、コンデンサがもつことがあります。だからこそ、すべてのインバータに同じ交換周期を当てはめると、あるものには早すぎ、あるものには遅すぎるのです。

• 平滑コンデンサは内部から乾いていきます。寿命はコア温度で決まり、コア温度は周囲の空気と、コンデンサを流れるリップル電流によって上がります。
• 冷却ファンは軸受のグリースが劣化すると故障します。グリースは高温ほど、ファンが回っている間だけ、そして粉じんが多いほどさらに速く劣化します。

お使いのインバータで見積もる

実際の運転条件（インバータ周囲の空気、負荷、稼働時間、環境、電源品質）を入力して、各部品の残り寿命を推定してください。

数字で見る影響

35 °C の盤内で負荷 75 %、清浄な部屋で1日16時間運転するインバータを考えます。計算ツールはコンデンサ 11.9 年、ファン 6.8 年 を示します。では、一度に一つだけ変えてみましょう。

• 盤内が 10 °C 高いと、コンデンサは 11.9 年 から 6.0 年 に下がります。
• 電源電圧の不平衡が 2 % あると、コンデンサは 11.9 年 から 9.7 年 に下がります。
• 部屋に粉じんが多いと、ファンは 6.8 年 から 4.8 年 に下がります。

このインバータが今日止まったら、ラインの停止1時間あたりの損失はいくらですか？

年数を推測する前に銘板を読む

ファンの劣化の時計は、インバータが設置されて運転したときに動き始めます。コンデンサは違います。棚の上でも劣化します。最初の起動の前に、インバータがどれだけ通電されていなかったかを確認しましょう。

棚の上で劣化するもの、しないもの

• 直流平滑コンデンサは通電しなくても劣化します。保管中に酸化皮膜が劣化して漏れ電流が増え、保管場所が高温ほど速く進みます（Nippon Chemi-Con）。これを直すのがリフォーミングです。
• 冷却ファン：寿命は運転時間（L10）、つまり回転した時間で示されます（ebm-papst、RS DesignSpark）。参照した公開資料には、ファンの保管寿命のルールはありません。ファンの劣化で重要なのは回転時間です。

保管期間を知るには

製造日と通電予定日を比べてください。製造日は銘板に記載されているか、シリアル番号に符号化されています。たとえば ABB は、シリアル番号のどの桁が年と週を表すかを公開しています。倉庫の予備インバータや工場で停止していたインバータも対象です。重要なのは通電されなかった期間です。日付が分からない場合は最悪のケースとみなし、メーカーの手順でリフォーミングしてください。

出典: ABB p. 8

予備インバータの保管方法

コンデンサメーカーは、直射日光を避け常温・常湿で保管するよう推奨しています。高温は漏れ電流の増加を早めます（Nippon Chemi-Con）。インバータは結露のない清潔で乾いた状態に保ってください（ABB はリフォーミング前にこれを求めています）。保管温度で限度が変わります。あるメーカーは最高 50、45、40 °C の保管に応じて、それぞれ12、24、36か月の無通電を認めています（Schneider Electric）。また、あるメーカーはベストプラクティスとして、保管中のインバータに定期的（約6か月ごと）に定格電圧をかけることを推奨しています（KEB）。

状況 → すべきこと

状況	すべきこと	出典
無通電 1年未満	リフォーミングなしで起動。	ABB p. 7 · KEB America
無通電 1〜2年（機種により3年まで）	使用前にリフォーミング：メーカーの指示どおり無負荷で30分〜1時間通電。 リフォーミングを参照	ABB pp. 6, 9 · KEB America
2年超（機種により3年）	制御された回路でリフォーミング：電流を制限するか、電圧を段階的に上げる。 リフォーミングを参照	ABB pp. 6, 10 · KEB America
製造日または保管期間が不明	最悪のケースとみなす：通電前にメーカーの手順でリフォーミング。 リフォーミングを参照	Wertek の推奨

運転開始の日に記録すること

設置日（実運転で通電した日）と、リフォーミングした場合はその日付と方法。上の計算ツールは設置日から寿命を数えます。それがなければ、すべての推定が間違った起点から始まります。

Wertek では、インバータの銘板が設置日とコンデンサのリフォーミング日を資産の履歴として保存します。リフォーミングはコンデンサを新品にするわけではないため、推定寿命はリセットされません。

1年以上保管していた？通電前にコンデンサのエージング（リフォーミング）を

劣化の時計は製造時ではなく、インバータが設置され通電されたときに動き始めます。しかし棚に置かれたインバータも、コンデンサにとっては休んでいるわけではありません。インバータメーカーは、約1年以上通電されていなかった場合、定格電圧をかける前に直流平滑コンデンサのリフォーミング（再エージング）を求めています。省くと最初の起動でコンデンサが壊れることがあります。

保管したコンデンサに必要な理由

保管中、アルミ電解コンデンサを絶縁する酸化皮膜は電解液とゆっくり反応します。耐電圧が下がり漏れ電流が増え、保管場所が高温ほど顕著になります。そこへ定格電圧を一度にかけると、漏れ電流による発熱で誘電体が破壊され、コンデンサの圧力弁が開くことがあります。制御された電圧処理によって酸化皮膜が再生され、漏れ電流が元の水準に戻ります。

インバータメーカーが求めること

通電しなかった期間	メーカーの要求	出典
1年未満	リフォーミングは不要。	ABB p. 7
機種により1年〜2年または3年	使用前に無負荷で30分間通電する。	ABB pp. 6, 9
機種により2年または3年超	直流部に外部のリフォーミング回路をつなぎ、電流を制限（最大 500 mA）して、メーカー指定の時間処理する。	ABB pp. 6, 10
最高 50、45、40 °C で保管した場合、それぞれ12、24、36か月	モータを起動する前に1時間電源電圧をかけ、その間は運転指令ができないようにする。	Schneider Electric
1〜2年；2年超	変調出力なしでインバータを1時間運転する。2年を超えたら、可変変圧器で入力電圧を少しずつ上げる。	KEB America

メーカーによって線の引き方が違います。年数と機種で、年数だけで、あるいは保管温度でも決めています。だからこそ、有効な手順はお使いのインバータのメーカーの手順だけです。

手順の概要

• 開始前：電源を切り離してロックアウトし、入力端子と直流端子の対地電圧がゼロであることを確認し、リフォーミング回路を接続している間は決してインバータの電源を入れない（ABB, pp. 9, 11）。
• コンデンサへの電圧は制御してかけ、定格電圧を一度にはかけません。電流を制限する（あるメーカーは 500 mA に制限し、直流電圧をインバータの定格交流電圧の 1.35〜1.45 倍にするか、ゼロから徐々に上げる：ABB, p. 10）か、可変変圧器で入力を少しずつ上げます（KEB）。
• 時間は保管期間によります。短い保管では30分または1時間、長い保管ではメーカーが定めるより長い時間です。モータは起動せず、負荷もかけません。
• 終了後はコンデンサの放電を待ち（あるメーカーは5分と規定）、何かに触れる前に直流部が 0 に近いことを測定します（ABB, p. 11）。

Wertek で推定から管理へ

計算ツールは条件が決して変わらないと仮定しています。実際のインバータは夏に高温になり、生産に合わせて負荷が変わり、清掃の合間にほこりがたまります。Wertek は推定を計画に変えます。

• 銘板と設置日をデジタル化。すべての推定はその日付にもとづきます。
• 期日に作業指示を作成する保全計画。
• 技術者はモバイルアプリで作業指示を受け取り、作業を記録して完了します。

重要なドライブを守る

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推定の根拠

直流平滑コンデンサ：コンデンサ内部の熱

アルミ電解コンデンサの寿命は何よりも内部温度で決まります。コンデンサメーカーは同じ法則を公開しています。コアが低温で動作するほど長もちし、およそ10 °C 下がるごとに2倍になります。メーカーの寿命推定ガイドも15年で打ち切っています。

インバータ内部では、この温度が三つの要因で上がります。インバータ周囲の空気、負荷（電流が大きいほどコンデンサを内側から温めるリップルが増える）、そして直流部に余分なリップルを流させる電源電圧の不平衡です。停止中でも通電している時間はコンデンサを劣化させますが、その速度はより遅くなります。

推定寿命（年）

インバータ周囲の空気温度（°C）

網掛けの帯：推定の上限（15年）

冷却ファン：軸受のグリース

ファンの寿命を終わらせるのは、たいてい軸受のグリースです。ファンメーカーは寿命を L10（10台のうち1台が故障するまでの時間）で示し、業界の法則ではグリース寿命は15 °C 上がるごとにおよそ半分になります。

グリースはファンが回っている間だけ劣化するため、稼働時間はカレンダーと同じくらい重要です。粉じんは寿命をさらに縮めますが、どれだけ縮めるかの公開された法則はないため、この影響は Wertek 独自の仮定であり、現場データで補正していく前提です。

推定寿命（年）

インバータ周囲の空気温度（°C）

網掛けの帯：推定の上限（15年）

公開情報と Wertek 独自の仮定

上の二つの法則（熱がコンデンサとファングリースの寿命を縮める）は公開情報で、出典は下にリンクしています。

残りは一般的な産業用インバータを想定した Wertek 独自の仮定で補っています。インバータ内部の空気が周囲よりどれだけ高温か、負荷と電源不平衡がコンデンサをどれだけ温めるか、入力がない場合の部品の一般的な定格寿命、そして粉じんがファンの寿命をどれだけ縮めるか、です。部品交換の記録が蓄積されるにつれて補正されます。部品の仕様がわかる場合は、詳細欄に定格値を入力してください。

出典

すべて公開情報です。このページは各出典が説明する法則を使い、それ以外の仮定は Wertek 独自のものです。

• Nippon Chemi-Con — アルミ電解コンデンサの寿命：10 °C ごとに2倍、リップルによる発熱、15年の上限。
• ebm-papst — ファンの機械的寿命の L10 式；一般的な制約としてのグリース寿命。
• RS DesignSpark — ファンで L10 寿命が重要な理由；15 °C ごとにグリース寿命が半減する計算例。
• Power Monitors — 電源電圧の不平衡がインバータ直流部のリップルを増やす仕組み。
• ABB — Capacitor reforming instructions (3BFE64059629 Rev H) — 直流部に電解コンデンサを持つドライブのコンデンサ・リフォーミング手順書：実施時期、無通電期間ごとの方法、シリアル番号から製造日を読む方法。
• Schneider Electric — FAQ FA337087 — Altivar Process ドライブの保管温度別、リフォーミング前の保管期間。
• Nippon Chemi-Con — Technical note (§8 Storage) — アルミ電解コンデンサの保管に関する技術資料：漏れ電流が増える理由と誘電体を再生する電圧処理。
• KEB America — VFD storage and capacitor reforming — インバータの保管とコンデンサのリフォーミング：無通電年数ごとの基準と、ベストプラクティスとして保管中のインバータに約6か月ごとに通電すること。