空気圧縮機・関連機器 機器の誤動作、ノイズの発生、契約電力の超過……工場で課題が頻発

450kWの大型コンプレッサーを設置しているA社の工場。インバータ制御を行うことで高効率・省エネを両立していたものの、ある課題に悩まされていた。さらに突入電流が大きいことによる別の課題も発生し、製造部はこれらの解決に躍起になっていた。

省エネには程遠い……一定速コンプレッサーのリプレイスに立ちはだかった課題

省エネを図るには、大型コンプレッサーを効率よく使用する必要があります。そのためA社の工場ではインバータ制御を行っていましたが、いくつかの課題を抱えていました。

一つは、高調波が発生してしまい機器の誤動作やノイズを引き起こしていたこと。ノイズフィルターなどでの対策は可能でしたが、そもそも誤動作の原因はさまざまであり、コンプレッサーの設置環境にも左右されるものです。事前に対策を行うのは困難でした。

さらに突入電流が大きいため、電力会社との契約電力をオーバーしてしまう事態も発生。起動時に一時的に電力が上がるだけでも契約電力を超過してしまい、製造部では頭を悩ませていました。担当者のB氏は、次のように振り返ります。

「電力の契約単価が上がると電気料金が相当上がってしまうため、とても省エネとは言えない状態になっていました。そこで私たちは早々にこのコンプレッサーのリプレイスが必要だと判断し、検討を始めることにしました」（B氏）

リプレイスは必要ない？オプション追加で突入電流を約800％から200％にまで大幅削減

困り果てた製造部の担当者は、既存機器メーカである日立産機システムに、現在抱えている課題について相談を持ちかけることにしました。後日、その課題をヒアリングした日立産機システムの担当者から、次のような提案を受けます。

それは「位相調整機能オプション」を追加し、起動時のみインバータ起動を行い、起動完了後にインバータを切り離して商用電源に切り替えるといった起動方式を採用することでした。そうした切り替えを行う際にも電流が強く流れ電力量が跳ね上がる場合があるため、インバータ電源と商用電源の位相を同期させてから、商用電源への切り替えを行うというものでした。

「担当者の方曰く、コンプレッサー用途で電源位相同期を採用したのは日立産機システムが初めてだそうです。内容を聞いて、コンプレッサーやインバータ等の総合メーカとして知られる日立産機システムの総合エンジニアリング力があってこそ実現できる提案だと感じました」（B氏）

リプレイスではなく「オプション追加」という提案内容に、A社の上層部も興味を示します。そして改めて製造部で検討した結果、位相調整機能オプションの採用が正式に決定しました。

「位相調整機能オプションを利用したところ、インバータ起動後20から30秒で商用電源に切り替えられるため、高調波抑制ができるようになりました。機器の誤動作やノイズが発生しなくなっただけではなく、突入電流の負荷が抑えられ、契約電力内で契約単価を上げずに済んだのです」（B氏）

起動時の突入電流は、直入起動を行っていたときは定格電流比で約800％でしたが、インバータ商用切替を採用した後は約200％にまで大幅削減が実現しました。この起動方式の採用により省エネを推進することができ、SDGsにも貢献できるとA社上層部からも高評価を受けます。A社では今後、この起動方式を他工場への導入も進めていく予定です。