VVVF インバータとは？

VVVFインバータは「Variable Voltage Variable Frequency」の略で、直流または交流の電力を任意の電圧・周波数の交流電力に変換する装置です。現代の電車のほぼすべてに搭載されており、モーターの回転数をなめらかに制御することで、スムーズな加速・減速を実現します。

仕組みとしては、パワー半導体素子（IGBT・GTOサイリスタなど）を高速でスイッチングすることで、直流電力を疑似的な正弦波交流に変換します。スイッチングのタイミングをマイコンで精密に制御することで、電圧と周波数を自在に変えられます。

VVVFインバータが普及する以前は、抵抗制御や界磁チョッパ制御が主流でしたが、これらは電力の一部を熱として捨てる非効率な方式でした。VVVFインバータは回生ブレーキとの組み合わせにより、制動時の運動エネルギーを電力として回収できるため、省エネルギー効果が大きいという特徴があります。

主要な特徴をまとめると次のとおりです。

• 電力損失が少なく省エネルギー
• 交流誘導電動機を使用できるためメンテナンスが容易
• 加速・減速のフィーリングが滑らか
• 制御ソフトウェアの更新により性能向上が可能

鉄道ファンの間では、VVVFインバータが発する独特の音（モーター音の音程変化）が「VVVFサウンド」として親しまれており、メーカーや車種によって異なる音質が話題になることもあります。