- インバータのノイズ対策と言われても、そもそもノイズが何なのかわからない
- インバータを入れたら、近くのセンサや PLC が時々おかしな動きをする
- ノイズフィルタを付けたのに、誤動作が止まらない
- インバータのノイズとは何か(隣の部屋の大音量のたとえで)
- なぜノイズが出るのか、どんな道を通って届くのか
- ノイズの大きさの計算(式の出どころから)
- 配線の分け方・フィルタ・零相リアクトル・シールドの付け方を、安い順に5つ
- 誤動作の症状から原因をしぼる切り分け表
インバータのノイズ対策は、部品を付ければ終わりに見えます。ところが、同じノイズフィルタでも、付ける場所とアースの取り方しだいで効き方が大きく変わります。しくみを知らないまま部品を足すと、お金をかけたのに効かない、ということが起きます。
この記事では、インバータのノイズを隣の部屋の大音量にたとえて、最初から最後まで説明します。「ノイズって何?」から始めて、最後は症状から原因をしぼれるところまで、上から順に進みます。
インバータのノイズは、中のスイッチが1秒に何千回も電気を切り替えるときに出る「電気の雑音」で、近くのセンサや PLC を誤動作させます。インバータのノイズ対策は、①動力の線と信号の線を分ける、②接地(アース)を太く短く取る、③電源側にノイズフィルタを付ける、④モーター側をシールドケーブルや零相リアクトルで抑える、⑤それでも残れば受ける側の機器とキャリア周波数で対処する、の順に、お金のかからない対策から進めます。
- インバータのノイズの通り道と対策:日本電機工業会(JEMA)の資料
- ノイズフィルタの接地・配線・シールドの接地:ノイズフィルタのメーカーの技術資料
- インバータの上手な使い方(電気ノイズ予防対策について)2021年9月(日本電機工業会 インバータ業務専門委員会ほか)
- 失敗しないEMCエミッション対策<伝導ノイズ編>(双信電機。ノイズフィルタのメーカーの技術資料)
情報の確認時点：2026年10月。機種ごとの値は、お使いの機種の取扱説明書で確かめてください。
- そもそもインバータのノイズって何?隣の部屋の大音量
- なぜノイズが出るの?1秒に何千回の「パチパチ」
- ノイズの3つの通り道:床を伝う・隣に移る・窓から漏れる
- ノイズの大きさの式はどこから来る?「バケツに水を注ぐ」
- 計算してみよう:配線の長さとキャリア周波数でどう変わる?
- ノイズ対策は5つの順番で進める(安い対策から)
- 対策1:動力の線と信号の線を分ける(席を離す)
- 対策2・3:接地とノイズフィルタ(帰り道と防振ゴム)
- 対策4:零相リアクトル(3本まとめて輪に通す)
- 対策4:シールドと金属の盤(防音の箱で囲む)
- 対策5:受ける側の対策とキャリア周波数(耳栓とボリューム)
- 仕事で使うとき1:誤動作の症状から原因をしぼる切り分け表
- 仕事で使うとき2:付けたのに効かない失敗と、設計のチェックリスト
- よくある質問
- まとめ:ノイズは隣の部屋の大音量。通り道を分けて、安い対策から
そもそもインバータのノイズって何?隣の部屋の大音量
アパートで電話をしているとき、隣の部屋で大音量の音楽が鳴り始めたら、相手の声が聞き取れなくなりますね。隣の人は悪いことをしているつもりはなく、音楽を聞いているだけです。でも、その音が壁を越えてこちらに届き、大事な声を聞き取るじゃまをする。インバータのノイズは、これとよく似ています。
工場の機械には、小さな電気の信号で話をしているものがたくさんあります。物が来たかを知らせるセンサ、機械の動きを決める PLC(機械の動きの順番を決める小さなコンピューター)、モーターの位置を数える部品などです。これらは、電話の小さな声を聞き取ろうとしている人のようなものです。
インバータ(モーターの回る速さを変える装置)は、仕事の途中で、まわりに余計な電気の揺れをまき散らします。これがほかの機械の信号に混ざると、来ていない物を「来た」とまちがえたり、数をまちがえたりします。この余計な電気の揺れをノイズと呼びます。
| 隣の部屋の大音量のたとえ | 本物の工場では |
|---|---|
| 大音量のスピーカー | インバータ(とモーターへの線) |
| 電話の声を聞きたい人 | センサ・PLC・計測器・ラジオ |
| 声が聞き取れない | 誤動作(入力がばたつく、数をまちがえる、値がふらつく) |
ここはたとえと違うところですが、本物のノイズは耳に聞こえる音ではなく、電気の揺れです。「出る所があって、通り道があって、受けて困る所がある」という形は同じなので、この先もこの3つに分けて考えます。
なぜノイズが出るの?1秒に何千回の「パチパチ」
インバータの中には、電気をオン・オフするスイッチの部品(半導体)が入っています。このスイッチを1秒に何千回もパチパチと切り替えて、モーターに合った電気を作ります。1秒に何回切り替えるかをキャリア周波数と呼びます。
スピーカーにたとえると、キャリア周波数は「音を出す回数」、切り替えの速さは「1回の音の鋭さ」です。鋭い音を何度も鳴らすほど、隣の部屋まで響きます。
問題は、切り替えがとても速いことです。電圧が一瞬で大きく変わると、本来は電気が通らないはずの所にも、少しだけ電流が流れます。2枚の金属が近くにあると、そのあいだに電気がたまる「コンデンサ」と同じ働きが生まれるからです。
モーターへの電線と、まわりの金属の箱や地面は、まさにこの「近くにある2枚の金属」です。意図せずできてしまうこのコンデンサを浮遊容量と呼びます。電圧が急に変わるたびに、ここを通って電流が地面のほうへもれ出し、それが回り回ってほかの機械に入り込みます。これがノイズの正体です。
日本電機工業会(JEMA)の資料でも、このノイズ電流は浮遊容量と、電圧の変わる速さで決まり、i = C・dv/dt で表されると説明しています。この式は⑥の段で、1段ずつ組み立てます。
ノイズの3つの通り道:床を伝う・隣に移る・窓から漏れる
隣の部屋の音が届く道を考えてみましょう。大きく分けると3つあります。
この表の見方：左の列の身近な音の届き方が、右の列のノイズの通り道に当たります
| 音の届き方 | ノイズの名前 | 本物では |
|---|---|---|
| 床や水道管を伝わって、振動が届く | 伝導ノイズ | 電源の線・アースの線を伝って、つながった機械に届く |
| すぐ隣の席の大声が、自分の電話に混ざる | 誘導ノイズ | 並んで走る線どうしで、近いだけで移る |
| 開いた窓から音が外へ漏れ、遠くのラジオに届く | 放射ノイズ | 線や盤がアンテナになって、空中に出る |
通り道が違えば、効く対策も違います。床を伝う振動に耳栓は効きにくく、窓から漏れる音には窓を閉めるのが効く、のと同じです。だから、まず通り道を見分けるのが、ノイズ対策の第一歩です。
工場での3つの通り道と、効く対策
工場に置き換えると、次のようになります。どの対策が、どの通り道に効くかを1つの表にまとめました。
この表の見方：左の列の通り道ごとに、右の列の対策が効きます。1つの対策で全部が消えるわけではありません
| 通り道 | どう伝わるか | よく困る相手 | 効く対策 |
|---|---|---|---|
| 伝導ノイズ | 電源線・アース線・信号線のシールドを伝って届く | 同じ電源につながる PLC・センサ・計測器 | ノイズフィルタ、電源の系統を分ける、アースの取り方 |
| 誘導ノイズ | 並んで走る電線へ、近いだけで移る | 位置を数える部品・アナログ信号・光電センサの配線 | 配線を離す、束ねない、シールド線・ツイスト線 |
| 放射ノイズ | 主回路の電線・アース線・盤がアンテナになり空中へ出る | AM ラジオ・無線・近くの電子機器 | 金属の盤、金属管、シールドケーブル、零相リアクトル |
この表を、動く図で確かめましょう。対策にチェックを入れると、その対策が効く通り道のノイズだけが小さくなることがわかります。
動かして確かめる
オレンジの点がノイズです。電源の線を伝って PLC へ(伝導)、すぐ隣の信号の線へ(誘導)、空中からラジオへ(放射)の3つの道で届きます。対策に1つずつチェックを入れて、下の3つの「届く波」がどう変わるかを見てください。
いまの様子:対策なし。3つの通り道すべてから、ノイズが届いています。
動きは説明のための作り物です(ノイズの大きさ・減り方は例。実際の効き方は配線と機器で変わります。対策と効く通り道は、本文の表の主な組み合わせだけを示しています)。
見てほしいのは、チェックを1つ入れても、ほかの2つの波はギザギザのままという所です。誤動作を止めるには、まず困っている機器にどの通り道で届いているかを見分けます。
JEMA の資料には、AM ラジオ(500〜1500kHz)に雑音が入る例はあっても、FM ラジオやテレビにはほとんど影響しないと書かれています。インバータのノイズは、主に中波より低い周波数で問題になるということです。
ノイズそのもののしくみは、同じ筆者が運営する電気のブログ shirasusolo.net のノイズとは・コモンモードノイズとノーマルモードノイズの違い・伝導ノイズと放射ノイズの違いで詳しく解説しています。
ノイズの大きさの式はどこから来る?「バケツに水を注ぐ」
ここで計算するのは、「なぜ配線が長いとノイズが増えるのか」「なぜキャリア周波数を下げると減るのか」を数字で納得するためです。理由がわかると、どの対策から手をつけるかが決まります。
出発点1:コンデンサにたまる電気の量は Q = C × V
コンデンサには、電圧をかけるほど電気がたまります。たまる量 Q は、たまりやすさ C と電圧 V の掛け算です。
Q = C × V (たまる電気の量 = たまりやすさ × 電圧)
コンデンサはバケツにたとえられます。C はバケツの底の広さ、V は水の高さ、Q は中の水の量です。底が広いバケツほど、同じ高さまで水を入れるのにたくさんの水が要ります。そして、水の高さを一瞬で上げようとすると、ものすごい勢いで水を注がなければなりません。この「注ぐ勢い」が電流です。
出発点2:電流は「1秒あたりに流れる電気の量」
電流 i は、1秒あたりにどれだけの電気が流れたかです。Δt 秒のあいだに ΔQ の電気が流れたなら、i = ΔQ ÷ Δt です(Δ は「変化した量」という意味の記号)。
2つをつなぐと、ノイズ電流の式になる
電圧を ΔV だけ変えると、たまる量は ΔQ = C × ΔV だけ変わります。これを出発点2に入れると、次の式になります。
i = C × ΔV ÷ Δt (ノイズ電流 = たまりやすさ × 電圧の変化 ÷ かかった時間)
JEMA の資料の i = C・dv/dt は、これと同じ式です(dv/dt は「電圧の変わる速さ」を表す書き方)。式を言葉にすると、「たまりやすい(C が大きい)ほど、電圧を急に大きく変えるほど、ノイズ電流は大きい」です。
この表の見方：右の列の値はすべて説明のための例です。C は電線の種類・敷き方、Δt は中の部品で変わります
| 記号 | 意味 | 単位 | このあとの例の値 |
|---|---|---|---|
| C | 浮遊容量(意図せずできたコンデンサのたまりやすさ)。配線が長いほど大きい | F(ファラド)。pF=1兆分の1 F | 100 pF/m × 配線の長さ |
| ΔV | 1回の切り替えで変わる電圧 | V(ボルト) | 283 V |
| Δt | 切り替えにかかる時間 | s(秒)。µs=100万分の1秒 | 0.2 µs |
| i | そのあいだに流れるノイズ電流 | A(アンペア) | 求める |
計算してみよう:配線の長さとキャリア周波数でどう変わる?
200V級のインバータで、モーターまでの配線が20mの場合を例に計算します。数値はすべて例です。
C = 100 pF/m × 20 m = 2,000 pF = 2 × 10⁻⁹ F
ΔV = 200 V × 1.414 ≒ 283 V
Δt = 0.2 µs = 0.2 × 10⁻⁶ s
ΔV ÷ Δt = 283 ÷ (0.2 × 10⁻⁶) = 1.415 × 10⁹ V/s
i = 2 × 10⁻⁹ F × 1.415 × 10⁹ V/s = 2.83 A
F × V/s =(C/V)× V/s = C/s = A(アンペア)になる
C = 100 pF/m × 50 m = 5 × 10⁻⁹ F
i = 5 × 10⁻⁹ × 1.415 × 10⁹ = 7.07 A
7.07 ÷ 2.83 = 2.5 倍(長さの比 50 ÷ 20 = 2.5 と同じ)
1回のキャリアで 2 × 3 = 6 回
6 × 10,000 = 60,000 回/秒
6 × 2,000 = 12,000 回/秒
12,000 ÷ 60,000 = 1/5
計算例1〜3を、動く図で確かめましょう。電圧が切り替わる瞬間だけノイズ電流が流れること、キャリア周波数でその回数が、配線の長さで1回の大きさが変わることがわかります。
動かして確かめる
キャリア周波数と配線の長さを選んで「スタート」を押すと、1ミリ秒(1000分の1秒)のあいだの様子を、ゆっくり引きのばして描きます。上の3本がインバータの出す電圧(U・V・W の3相)、いちばん下が地面のほうへもれるノイズ電流です。
いまの様子:スタートを押すと、ここに説明が出ます。
動きは説明のための作り物です(浮遊容量 1mあたり100pF・切り替えにかかる時間 0.2µs・電圧 283V は本文の計算例と同じ例。3相の電圧の幅も例です。本当のとげは0.2µsと細すぎて見えないので、太く描いています)。
見てほしいのは、電圧が平らなあいだは電流が0で、緑の線が段になる瞬間にだけオレンジのとげが出る所です。キャリアを 2 kHz と 10 kHz で切り替えて、とげの数を比べてみてください。
つまり、配線が長いほど1回の電流が大きく、キャリア周波数が高いほど回数が多い、ということです。桁の感覚としては、モーターをふつうに回す電流(小さめの機械で十数A)と比べても無視できない大きさの電流が、本来流れないはずの道に、1秒に何万回も流れている、と考えてください。
この計算は、しくみを見るための単純化した例です。本当はもう少し複雑で、電流はモーターの中の浮遊容量にも流れ、ケーブルの種類や敷き方で C は大きく変わります。実際の対策は、計算の値ではなく、このあとの順番で進めます。
ノイズ対策は5つの順番で進める(安い対策から)
隣の部屋の音に困ったとき、いきなり防音工事をする人はいません。まず席を離し、窓を閉め、それでもだめなら防音材を足します。インバータのノイズも同じ順番です。
動力の線と信号の線を分ける。(席を離す)モーターや電源の太い線と、センサなどの細い信号の線を、別のダクト・別のルートに通します。束ねない、平行に長く走らせないのが基本です。
接地を太く短く取る。(ノイズの帰り道を作る)インバータ・ノイズフィルタ・モーターの接地線を、太く短い線で盤の接地へつなぎます。
電源側にノイズフィルタを付ける。(配管に防振ゴム)電源の線を伝って広がる伝導ノイズを減らします。インバータのすぐ近くに置きます。
モーター側をシールドケーブル・金属管・零相リアクトルで抑える。(防音の箱)インバータとモーターの間の線は、ノイズを一番多く含みます。囲うか、まとめて抑えます。
残ったら、受ける側の機器とキャリア周波数で対処する。(耳栓とボリューム)誤動作する機器の入口にコアやコンデンサを足す、電源を分ける、キャリア周波数を下げる、の順に試します。
JEMA の資料でも、事前の処置として「主回路と制御回路の配線を分離する」「主回路の配線を金属管に入れる」「制御回路にシールド線・ツイストシールド線を使う」「適確な接地」の4つを挙げ、これで大半のノイズトラブルを避けられるとしています。
盤を設計する段階なら、STEP1 と STEP2 は必ずやります。動力と制御のダクトを分けるのは、設計の図面の上なら線を1本引くだけですが、盤ができてから分け直すには配線をほどいて引き直すことになり、手間がまったく違うからです。部品(フィルタ・零相リアクトル)は、相手の機器や規格の要求で要否が変わるので、STEP3 以降は「付ける場所と取り付けのスペースだけ先に空けておく」と決めておくと、あとで迷いません。
対策1:動力の線と信号の線を分ける(席を離す)
大声で電話している人のすぐ隣に座ると、その声が自分の電話に混ざります。席を離すか、あいだについたてを立てれば、混ざらなくなります。誘導ノイズは「近いほど・並んでいる距離が長いほど」移りやすいので、離す・並べないが一番効きます。
この表の見方：上の2行が誘導ノイズ、下の2行が盤内の放射への対策です
| 決まり | なぜか | 盤の中でのやり方 |
|---|---|---|
| 動力線と信号線を同じダクトに入れない | 並んだ電線に誘導ノイズが移る | 動力用と制御用でダクトを分ける。端子台も分ける |
| 束ねない・平行に長く走らせない | 並ぶ距離が長いほど移る量が大きい | 交わる所は直角に。ダクトの外の渡り線も同じ |
| インバータと PLC・アナログ機器を離して置く | インバータ本体からも放射がある | 盤内で場所を分ける。近いなら金属の仕切り板 |
| 信号線はシールド線・ツイスト線にして短く | 外からの誘導を受けにくくなる | アナログ信号・位置を数える部品はシールドつきのツイスト線 |
どれだけ離せばいい?盤の外も忘れずに
どれだけ離せばよいかは、機種の取扱説明書の配線の章で確かめます。目安の一例として、JEMA の資料の対策例(動力線と光電センサの配線が並んで誤動作した例)には、配線分離「30cm以上」と書かれています。離せないときは、信号を電圧のかからない接点(ドライ接点)でやり取りするなど、ノイズに強い受け渡しに変える方法も示されています。
盤の外のケーブルラックや床下のピットでも同じです。盤の中だけ分けても、盤の外で動力ケーブルと信号ケーブルが同じラックに並んでいれば、そこで誘導ノイズが移ります。
対策2・3:接地とノイズフィルタ(帰り道と防振ゴム)
接地:ノイズに「近くて太い帰り道」を作る
③で、ノイズ電流は地面のほうへもれ出すと説明しました。もれた電流は、どこかを通ってインバータに帰ろうとします。太く短い接地線があれば、そこを通ってまっすぐ帰りますが、帰り道が細く長いと、ほかの機械を回り道して帰り、そこで悪さをします。
ここはたとえにない話ですが、接地(アース)の一番の目的は、漏電したときの感電を防ぐことです(JEMA の資料にもそう書かれています)。ノイズのために接地線を外したり細くしたりしてはいけません。モーターがインバータから離れているときは、モーター専用の接地を取るのが望ましいとされています。
ノイズフィルタ:電源の線を伝う雑音を止める
ノイズフィルタは、電源とインバータの間に入れて、電源の線を伝って外へ出ていくノイズを止める部品です。床を伝わる振動を止める防振ゴムのような役目です。
この表の見方：上から簡易な順です。JEMA の資料では、目的とする効果に応じて使い分けるとしています
| 種類 | つなぎ方 | 効く相手 | 向いている場面 |
|---|---|---|---|
| 容量性フィルタ(コンデンサ形) | 電源線と接地の間に並列につなぐ | AM ラジオ帯の雑音などの簡易な対策 | まず手軽に試したいとき |
| 誘導性フィルタ(零相リアクトル) | 電源線や出力線をまとめてコアに通す | 電線から出る放射ノイズ | 入力側・出力側のどちらにも使える |
| LC フィルタ(ノイズフィルタ) | 電源とインバータの間に直列に入れる | 電源を伝う伝導ノイズ全般 | 近くに弱い機器がある、EMC の規格に合わせたい |
- インバータの近くに置く:JEMA の資料の対策例では、入力用の LC フィルタとインバータの間は極力短く(1m以内)としています
- アースは太く短く、底面を盤の金属板にねじ止め:フィルタのメーカーの資料では、フィルタと盤のアースの間の抵抗をできるだけ小さくするよう求めています。細く長いアース線は、速い揺れに対してはコイルのようにふるまい、ノイズが逃げにくくなるためです
- 入力側と出力側の電線を束ねない:束ねると、フィルタを通ったあとの電線に、通る前の電線のノイズが移ってしまいます
- 塗装の上にねじ止めしない:塗装は電気を通しにくいので、取り付ける面の塗装をはがすか、塗装のない取り付け板に付けます
選ぶときは、定格電流がインバータの入力電流以上で、電源の電圧と相が合うことを確かめます。インバータのメーカーが機種に合うフィルタをオプションとして取扱説明書に載せていることが多く、迷ったらそこから選ぶと早く済みます。
ノイズフィルタを付けると、フィルタのコンデンサを通って地面へ流れる漏れ電流が増え、漏電遮断器が動きやすくなることがあります。そのときはフィルタを外すのではなく、インバータの回路に合う漏電遮断器と感度電流を選び直します。
フィルタや接地の配線は、インバータの主回路(太い電気の回路)に触る作業です。電源を切って札と鍵で入れられないようにし、インバータの充電ランプが消えて、中の直流の電圧が下がったことをテスターで確かめてから作業します。待つ時間は機種の取扱説明書の値に従い、作業してよいかは社内のルールに従ってください。
対策4:零相リアクトル(3本まとめて輪に通す)
零相リアクトルは、フェライトなどでできた輪の形の部品です。モーターへの3本の電線(U・V・W)をまとめて通すと、ふつうに流れるモーターの電流は3本で打ち消し合うので輪は反応せず、3本そろって地面へ流れようとするノイズだけを抑えます。
回転扉を想像してください。行く人と帰る人がすれ違う(ふつうの電流)と扉は回りませんが、3人が同じ方向へそろって押す(ノイズ)と扉は重くなって止めにかかります。零相リアクトルは、そんな回転扉のようなものです。
この表の見方：上の行が正しい通し方。下の行は、資料で決められた回数を確かめる行です
| やり方 | 正しい・誤り | 理由 |
|---|---|---|
| U・V・W の3本を同じ向きにまとめて通す | 正しい | ふつうの電流は打ち消し合い、ノイズだけを抑える |
| 1相だけ、または相ごとに別の輪に通す | 誤り | ふつうの電流も輪に効いてしまい、輪が働かなくなる(磁気の飽和) |
| 接地線も一緒に通す | 誤り | ノイズの帰り道まで一緒に通るので、打ち消されて効かない |
| 輪に何回か巻きつけて通す | 取扱説明書の回数で | 巻く回数が多いほど効くが、電線の太さと輪の大きさで限りがある |
巻く回数は、使う零相リアクトルと電線の太さで決まるので、インバータの取扱説明書のオプションの章の回数で通します。JEMA の資料の対策例では、巻き回数は可能な限り多くし、インバータとの間の配線は極力短く(1m以内)するとしています。信号線に付けるクランプ式のコアも考え方は同じで、往きと帰りの線を一緒にはさみ、受ける機器の近くに付けます。
対策4:シールドと金属の盤(防音の箱で囲む)
むき出しのスピーカーは部屋じゅうに音をまき散らしますが、防音の箱に入れれば、音は箱の中にとどまります。シールドケーブルは、電線のまわりを金属の網で包んだ、いわば「防音の箱に入った電線」です。金属の盤や金属管も、同じ防音の箱の役目をします。
ただし、防音の箱は、つなぎ方を間違えると効きません。シールドの網を、どこで接地につなぐかが大事です。そして、その答えは、モーターへの線と信号の線で逆になります。
シールドの接地:動力の線は両端、信号の線は1点
この表の見方：ケーブルの種類ごとに、2列目の処理をします。動力と信号で逆になるのがいちばん間違えやすいところです
| ケーブル | シールドの処理 | ねらい | 出典の書き方 |
|---|---|---|---|
| インバータ〜モーターの動力線(シールドケーブル) | 両端で接地。金具で面で接地すると効果が大きい | ノイズ電流をシールドに流してインバータへ戻し、外へ出さない | ノイズフィルタのメーカーの資料 |
| アナログ信号・位置を数える部品などの信号線 | 原則として1点だけを、制御回路の基準(コモン)側へ | 両端をつないでできる輪に、ノイズ電流が流れるのを防ぐ | JEMA の資料 |
| モーターの接地線 | インバータの接地端子へ戻す。モーターが遠いときはモーター専用の接地 | 感電を防ぐのが第一。ノイズの帰り道もはっきりさせる | JEMA の資料 |
動力の線を両端で接地するのは、ノイズ電流をシールドに通してインバータへ帰すためです。ノイズフィルタのメーカーの資料には、シールドを伝って戻るノイズはケーブルが長いほど多くなる、とも書かれています。シールドケーブルにしたら、そのぶんインバータ側のアースとフィルタの取り付けをしっかりさせる、ということです。
シールドを両端にするか1点にするかで迷ったら、「そのケーブルに流れているのがノイズの源の電流か、守りたい小さな信号か」で決めます。モーターケーブルは源なので、両端で接地してノイズの帰り道を作ります。センサの信号線は守る側なので、ループを作らないよう1点にします。機種の取扱説明書に指定があれば、その指定を優先します。
- シールドの両端接地・面での接地:ノイズフィルタのメーカーの資料
- 信号線のシールドは1点・モーター専用の接地:JEMA の資料
- 失敗しないEMCエミッション対策<伝導ノイズ編>(双信電機。ノイズフィルタのメーカーの技術資料)
- インバータの上手な使い方(電気ノイズ予防対策について)2021年9月(日本電機工業会 インバータ業務専門委員会ほか)
情報の確認時点：2026年10月。機種ごとの値は、お使いの機種の取扱説明書で確かめてください。
対策5:受ける側の対策とキャリア周波数(耳栓とボリューム)
隣の音がどうしても止められないなら、自分が耳栓をする手があります。工場でも、誤動作する機器の入口で守る対策は、安く早く効くことがあります。
この表の見方：JEMA の資料の「ノイズを受ける側での処置」をもとに、場面ごとにまとめました
| 受ける側の対策 | やり方 | 効く場面 |
|---|---|---|
| 入力にコンデンサ・抵抗をつなぐ | 信号の入力端子にコンデンサか抵抗を並列に入れる | センサの入力が細かくばたつく |
| チョーク・フェライトコアを入れる | 信号線に直列にチョークを入れるか、コアに通す | アナログ信号に速い揺れが乗る |
| 電源の系統を分ける | インバータと PLC・センサの電源を別の系統にする | 同じ電源から伝導ノイズが入る |
| ノイズに強い受け渡しに替える | ドライ接点で受け渡す、ノイズに強い方式のセンサに替える | 配線をどうしても離せない |
もう1つは、音の出る側のボリュームを下げること、つまりキャリア周波数を下げることです。⑦の計算例3のとおり、とがった電流の出る回数が減ります。JEMA の資料でも、キャリア周波数が高いほどノイズの発生レベルも高くなり、下げるとノイズが減る代わりにモーターの音が大きくなるので、騒音との兼ね合いで決めるとしています。
メーカーで違うキャリア周波数の設定の名前・番号と、選べる範囲は、メーカーと機種で違います。取扱説明書のパラメータ一覧で「キャリア周波数」を探してください。キャリア周波数を上げると、流せる電流を下げて使う決まりがある機種もあります。
仕事で使うとき1:誤動作の症状から原因をしぼる切り分け表
この表の見方：上の行から順に確かめます。左の列が今の症状に近い行を探してください。
| 症状・いつ出るか | まず疑う原因 | 確かめる場所・測るもの | 直し方 |
|---|---|---|---|
| インバータを止めると誤動作が止まる(まず確かめる) | インバータのノイズが原因 | インバータを止めた状態と運転した状態で、誤動作の回数を比べる | 下の行で通り道をしぼる |
| インバータの加速・減速のときだけ、センサや PLC の入力がばたつく | 動力線と信号線が並んでいる(誘導) | 盤内・ラックで、モーターの線と信号線が同じダクトや並走になっていないか | 配線を分ける。離せなければシールド線・ドライ接点 |
| 位置を数える部品(エンコーダ)の数がずれる | その線が動力線と一緒に束ねてある(誘導) | 線の通り道と、シールドの処理(1点か) | 分ける。分けられなければインバータの入力側・出力側にフィルタ |
| インバータから離れた機器でも誤動作する。電源が同じ | 電源線を伝うノイズ(伝導) | 誤動作する機器とインバータが同じ電源の系統か | インバータの入力にノイズフィルタ。電源の系統を分ける |
| アナログ信号(0-10V・4-20mA)の値がふらつく | 信号線のシールドの両端接地で輪ができる、アースからの回り込み | シールドが両端でつながっていないか、0V の取り方 | シールドを1点に。信号の入口にコア・コンデンサ |
| AM ラジオ・無線に雑音が入る | 電線と盤からの放射 | インバータの入力・出力の電線の長さと、盤の扉や金属管 | 入力に LC フィルタ、出力を金属管・シールドケーブル、零相リアクトル |
| 静電容量形の近接センサだけ誤動作する | センサのノイズへの強さが足りない | 同じ場所の別の方式のセンサは正常か | インバータの入力・出力にフィルタ。センサの電源の0V側の処理、ノイズに強い方式へ交換 |
表の行は、JEMA の資料の具体例(AM ラジオ・電話・圧力センサ・エンコーダ・近接スイッチ・PLC)をもとに、症状から引けるように並べ直したものです。漏電遮断器が落ちる場合はノイズではなく漏れ電流の問題なので、別に切り分けます。
切り分けでは、まず「誤動作する側」の配線を見に行きます。インバータ側のフィルタを先に足すと、効かなかったときに次の手がなくなり、費用も大きいからです。誤動作する機器の信号線が、どこでモーターケーブルと並んでいるかを1本ずつたどると、多くの場合はそこで通り道が見つかります。見つからなければ、電源の系統(伝導)を疑い、最後にインバータ側の部品を足します。
仕事で使うとき2:付けたのに効かない失敗と、設計のチェックリスト
この表の見方：左の列に心当たりがないか、上から順に見てください
| 失敗 | 何が起きているか | 直し方 |
|---|---|---|
| フィルタのアース線が細く長い | 速い揺れに対してアース線がコイルになり、ノイズが逃げない | 太く短い線に替え、フィルタの底面を金属板に直接ねじ止め |
| フィルタの入力と出力の電線を同じダクトに入れた | 取ったはずのノイズが、出力側の電線から入力側へ移る | 入力側と出力側を反対の方向へ出し、離して通す |
| 零相リアクトルに接地線も通した | ノイズの往きと帰りが打ち消し合い、効かない | 3相の電線だけを通し、接地線は外を通す |
| 信号線のシールドを両端で接地した | シールドと地面で輪ができ、そこにノイズ電流が流れる | 原則として1点(制御回路の基準側)だけにつなぐ |
| 盤の中だけ分けて、盤の外で並べた | ケーブルラックで動力と信号が並び、そこで移る | ラックを分けるか、仕切りを入れる |
- □ 動力用と制御用のダクト・端子台を分けた。交わる所は直角
- □ インバータと PLC・アナログ機器を離して置いた(近いなら仕切り板)
- □ インバータ・フィルタ・モーターの接地を太く短く、インバータの接地端子か盤の専用の接地へ
- □ ノイズフィルタをインバータの近くに置き、底面を塗装のない金属面にねじ止めした
- □ フィルタの入力側と出力側の電線を離して通した
- □ モーター側はシールドケーブルか金属管。シールドは両端で接地
- □ 零相リアクトルには3相だけを同じ向きに通し、回数は取扱説明書のとおり
- □ 信号線はシールドつきのツイスト線。シールドは1点だけ制御回路の基準側へ
- □ 盤の外のラック・ピットでも、動力と信号を分けた
- □ キャリア周波数の設定値を記録した(ノイズと騒音の兼ね合いを見直すとき用)
よくある質問
まとめ:ノイズは隣の部屋の大音量。通り道を分けて、安い対策から
- インバータのノイズは、中のスイッチが電気を急に切り替えるたびに、意図しないコンデンサを通ってもれ出す電気の雑音
- ノイズ電流は i = C × ΔV ÷ Δt。配線が長いほど大きく、キャリア周波数が高いほど回数が多い
- 通り道は、伝導(電線を伝う)・誘導(隣の線に移る)・放射(空中に出る)の3つ。通り道ごとに効く対策が違う
- 順番は、配線を分ける → 接地を太く短く → 入力にノイズフィルタ → モーター側をシールド・零相リアクトル → 受ける側とキャリア周波数
- 零相リアクトルは3相だけを同じ向きに。シールドは動力線が両端、信号線が1点
- 止まってから探すときは、誤動作する側の配線から通り道をたどる
ノイズ対策が済んだら、次はインバータの設定の順番と、止まったときの切り分けです。
PLC・サーボ・インバーターを実務で扱ってきた電気・制御の設計者です。制御の記事は、選び方・設定の順番・止まったときの切り分けを、実務の判断のしかたから書いています。機械(材料・機械要素・図面)の記事は本職ではないため、JIS とメーカーの技術資料を調べてまとめ、出典を示しています。
