功率半导体不起眼，但却是解决能源问题的重要关键。这是因为它是一种可以提高电机效率并降低音频放大器功耗的装置。日本工业部门每年的总耗电量为4850亿千瓦。其中，电机所占比例非常大，约为75%，即每年3600亿千瓦。如果工业电机效率提高1%，每年可节省能源36亿千瓦，相当于数十个100万千瓦火力发电厂的发电量。

电机转速可自由改变

提高电力效率将消除不必要的电力使用，并减少二氧化碳排放。功率半导体控制电机消耗的功率。电机是一种执行器（驱动装置），它使磁铁旋转 360 度，同时逐渐改变北极和南极的方向。过去，交流电机的转速是根据交流周期来确定的。然而，随着功率半导体的发明，可以自由调节开/关周期并改变电机的转速。流经磁铁的电流越大，磁力越强，但仍然需要功率半导体来处理大电流（图1）。

【图1】手指所指的部分是最先进的SiC功率晶体管（半导体元件）

如果您可以自由改变电机的转速，则可以在不需要全速旋转时通过减慢速度来降低功耗。例如，当您在大热天打开空调时，它会迅速转为全速，消耗最多的电量。当房间温度降低到一定程度时，空调会自动关闭。然而，反复打开和关闭它实际上会消耗更多电量。因此，如果能够根据情况从高速到低速连续改变转速，就会减少电力的浪费。类似于汽车的经济速度（以50至60公里/小时的匀速行驶），如果电机继续旋转，惯性力就起作用，不需要那么多能量。

许多由日本境外制造商制造的空调仅通过恒温器打开和关闭。换句话说，电机只能以固定的转数运行。逆变器（变频器）是连续改变电机转速的装置。逆变器因其将直流电转换为交流电而得名。功率半导体在该逆变器中也发挥着重要作用。功率半导体用于向电机提供大电流，通常使用称为 PWM（脉宽调制）的技术产生正弦波（图 2）。功率半导体通过调整脉冲宽度来调整电流大小。它通过施加电压来打开功率半导体，如果没有则将其关闭，并通过调整施加电压的时间来控制电流。

[图2]以水箱中储存的流水为类比来解释使用逆变器的PWM原理。把水龙头想象成一个逆变器，把水箱想象成一个储存电能的电容器，把水想象成电能。如果水龙头长时间打开，就会流出大量的水，如果打开时间很短，只有少量的水流出。平均流出水量由虚线表示。
来源：Heishin Equipment
http://wwwmohno-pumpcojp/learning/manabiya/b3ahtml

电流流动的时间是使用微控制器编程的。换句话说，空调电机可以由微电脑控制。