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高調波抑制技術

高調波抑制技術とは

 技術の進歩により、パワーエレクトロニクスを使用した様々な機器が生まれ、一般工場、ビル、さらには一般家庭での分野まで広く普及してきています。その結果、これらの機器から電気の公害と称される高調波が発生し様々な障害を発生させています。

高調波による影響

機器から発生した高調波は機器に悪影響を及ぼす場合があります。
  • 機器への高調波電流の流入による異音、振動、焼損等
  • 機器へ高調波電圧が加わることによる誤作動等

高調波抑制技術

高圧進相コンデンサ設備

高圧側にリアクトル付コンデンサを設置します。コンデンサへの高調波の流入を抑えるとともに高調波の拡大を抑制します。

高圧進相コンデンサ設備

低圧進相コンデンサ設備

低圧側にリアクトル付コンデンサを設置します。 変圧器の2次側に設置する為、高調波発生側と同じ低圧側で高調波の抑制がおこなわれ、 また、変圧器のリアクトル成分を見込める為、高圧側に設置するよりより効果が見込めます。

低圧進相コンデンサ設備

インバータ用リアクトル

主に機器側の対応として、インバータの入力側、出力側に設置し 高調波の抑制を図る機器です。 高調波発生側であるインバータに設置されます。(空調機等)。

インバータ用リアクトル

アクティブフィルタ

負荷より発生する高調波電流を検出し、大きさが同じで逆位相の電流(補償電流)を出力して高調波を打ち消す事によって高調波低減を図る装置です。 装置自体の力率が高い負荷や、負荷変動の激しい負荷に適しています。(印刷用輪転機、医療用機器等)

アクティブフィルタ

パッシブフィルタ

問題となる高調波の周波数(通常第5,7,11次高調波)で共振する直列リアクトル(L)とコンデンサ(C)を組み合わせた装置で、各次数のインピ-ダンスを最小とすることにより、その高調波を吸収するものです。基本波周波数に対しては、力率改善用コンデンサと同等の進相容量を有していますので、力率が比較的悪い負荷や単器大容量の負荷に適しています。(高周波炉・スキ-リフト・コンテナクレ-ン等)

パッシブフィルタ

高調波を発生する主な機器

  • 整流回路を持つ電力機器(UPS、CVCF等)
  • Hf蛍光灯
  • OA機器(パソコン、FAX)
  • テレビ、電子レンジ、電磁調理器
  • 空調機
  • 速度制御等に使用するインバータ

高調波による影響・障害

電源側機器

  • 電力用コンデンサの加熱、焼損
  • 変圧器のうなり、振動
  • ブレーカーの誤動作
  • 保護継電器の誤動作による開閉器OFF
  • 計測器への誤差

負荷側機器

  • 照明器具のちらつき加熱、焼損
  • OA機器への電源波形異常による誤動作
  • 音響機器(テレビ、ステレオ等)の雑音発生、映像のちらつき
  • 電動機の効率低下、振動増、二次回路の加熱
  • 通信機器への誘導雑音の発生

高調波抑制技術

電源側での抑制技術

  • パッシブフィルター(LCフィルタ)
    • 次数ごとの高調波を抑制
  • アクティブフィルタ
    • 全ての次数を打ち消して抑制
  • 力率改善用コンデンサ(リアクトル付)
    • 高調波電流を分流・吸収して抑制

負荷側での抑制技術(高調波の流出抑制)

  • 機器一次側にACリアクトル挿入による抑制
  • 機器内の整流回路にDCリアクトル挿入による抑制
  • 機器にアクティブフィルタを設置し抑制
  • 低圧力率改善用コンデンサ(リアクトル付)による分流・吸収による抑制

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