住友重機械工業株式会社 PTC事業部

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工場の電源設備で高調波の対策を行っているお客様も多いと思います。
今回は、その高調波についてテーマアップします。

    高調波という言葉で皆さんは何を思いうかべますか?
三相誘導モータの運転用として使用されるインバータをイメージする事が多いと思います。 他にも電圧を可変するような機器など意外に
多くの物が高調波の発生原因となっていますが、インバータのように流れる電流が大きなものはその影響も大きくなります。
     

□高調波とはどの様なもの?

高調波は基本波(50Hz、60Hzの電源の交流波形)に対して2次~40、50次までの範囲を呼び、それより高い次数(周波数)はノイズと呼ばれる 領域になります。
例)2次とは、基本波の2倍の周波数になります。

高調波が及ぼす影響は・・・

電源に高調波が増すことによりその影響は大きくなります。
誘導モータを使用している設備では、力率改善コンデンサー、単相モータの起動用コンデンサーなどと、多くのコンデンサーが使われています。
この様な設備では高調波によりコンデンサーが異常発熱を起こし焼損事故の原因になったりします。
また、モータも高調波は余計な発熱の原因にもなります。
更に細かく見ると、配線や他の器機にも少なからず影響を及ぼします。
インバータの電源側に設置されているトランスに異常発熱や振動の原因になることも有ります。

□対策は・・・

通常、高調波対策のフィルター設備を導入し対策を行います。
工場で発生している高調波に合わせて使いますが、根本的には、高調波を発生させている機器そのものからの発生量を軽減することです。

例えば、インバータを導入する場合、インバータの1次側にACLを設置するか、インバータにDCLを取付けます。
ACLとDCLの両方を取付ける場合も有りますが、高調波対策としてはDCLの方が高い効果を得られます。
ただし、ACL、DCLは電圧を下げるため、元々供給電圧の厳しい(電源容量の余裕の無い)状況下では注意が必要です。
特にインバータを直下接続しているトランス容量が小さい場合、インバータ入力電圧を運転中に確認し電圧降下が10%以内になるようにしてください。
この電圧降下値は運転中のモータ負荷状態で変るため、無負荷状態では正確な値は確認できませんので注意してください。
インバータの電源電圧降下値が大きい場合、不足電圧や電流の増加として出てくる場合があります。

また、インバータの容量がモータ容量に比べ1ランク上の容量を適用するような場合、通常モータ容量に合わせたACLを適用します。
但し、DCLはインバータ容量にあわせたものを適用してください。

*DCLは必ずメーカ指定の製品をご使用ください。 

ACL:ACリアクトル
DCL:DCリアクトル

       

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