3.7KW 可変周波数ドライブ (VFD) のサプライヤーとして、これらのデバイスの高調波成分を理解することは非常に重要です。高調波は、VFD 自体と、VFD が接続されている電気システムの両方に重大な影響を与える可能性があります。このブログでは、高調波成分とは何か、それが 3.7KW VFD にとって重要である理由、そしてサプライヤーとしてこれらの問題にどのように対処するかについて詳しく説明します。
ハーモニクスとは何ですか?
高調波は、基本周波数の整数倍の周波数を持つ正弦波電圧または電流です。ほとんどの電力システムでは、基本周波数は 50Hz または 60Hz です。たとえば、2 次高調波の周波数は 100 Hz (または 120 Hz)、3 次高調波の周波数は 150 Hz (または 180 Hz) などとなります。
これらの高調波は、VFD などの非線形負荷が電力網に接続されているときに生成されます。 VFD は、パワー エレクトロニクスを使用して入力 AC 電力を DC に変換し、可変周波数で AC に戻すため、非線形負荷です。この変換プロセスにより、電源から引き出される電流の正弦波形が歪み、高調波が発生します。
3.7KW VFD の高調波成分
3.7KW VFD では、高調波成分は主に内部設計と動作モードの影響を受けます。 AC を DC に変換する VFD の整流セクションは、高調波の主な発生源です。ほとんどの 3.7KW VFD は、一般的でコスト効率の高い設計である 6 パルス整流器を使用しています。ただし、6 パルス整流器は、大量の高調波、特に 5 次、7 次、11 次、および 13 次の高調波を生成することが知られています。
高調波電流の大きさは、VFD に接続された負荷、入力電圧、VFD の制御戦略など、いくつかの要因によって異なります。たとえば、VFD が低負荷で動作している場合、高調波電流は比較的小さい可能性があります。ただし、負荷が増加すると、高調波電流も比例して増加する可能性があります。
高調波成分が重要な理由
3.7KW VFD に高調波が存在すると、いくつかの悪影響が生じる可能性があります。まず、高調波は電気機器の過熱を引き起こす可能性があります。高調波電流によって追加の熱が発生すると、変圧器、モーター、その他のコンポーネントの寿命が短くなる可能性があります。たとえば、高調波成分を含む VFD に接続されたモーターでは、高調波電流によってモーター巻線に追加の損失が発生し、温度上昇が増大し、早期故障が発生する可能性があります。
次に、高調波は電力システムに電圧歪みを引き起こす可能性があります。電圧歪みは、同じ電力網に接続されている他の機器の性能に影響を与える可能性があります。コンピューターや通信機器などの敏感な電子機器は、電圧波形の歪みにより誤動作したり、信頼性が低下したりする可能性があります。
第三に、高調波によって電気システムの電力損失が増加する可能性があります。電力線や変圧器を流れる高調波電流により、追加の抵抗損失が発生し、エネルギー消費量が増加し、電気料金が増加する可能性があります。
3.7KW VFD サプライヤーとして高調波問題にどのように対処するか
3.7KW VFD のサプライヤーとして、当社は高調波含有量の低い製品を提供することに尽力しています。これを実現する方法の 1 つは、高度な整流器テクノロジーを使用することです。たとえば、12 個のパルスまたは 18 個のパルス整流器を備えた VFD を提供しています。これらのマルチパルス整流器は、従来の 6 パルス整流器と比較して高調波成分を大幅に低減できます。
また、VFD には高調波フィルターも組み込まれています。高調波フィルタは、高調波電流を吸収または遮断するように設計されており、それによって電力システムの高調波歪みが低減されます。当社のフィルターは、さまざまな動作条件下で最適なパフォーマンスを保証するために慎重に設計およびテストされています。
さらに、当社はお客様に包括的な技術サポートを提供します。当社は、お客様が電気システムの高調波状況を分析し、最適な VFD モデルとソリューションを推奨できるよう支援します。たとえば、顧客が高調波制限が厳しい電力システムを使用している場合、高調波成分がより低い VFD を提案したり、追加の高調波緩和策を提供したりできます。
高調波低減におけるベクトル制御の役割
ベクトル制御VFDこの技術は、3.7KW VFD の高調波成分を低減する上でも重要な役割を果たします。ベクトル制御により、モーターのトルクと速度をより正確に制御できるため、VFD の動作がより安定します。ベクトル制御はモータ電流の変動を低減することで高調波の発生を低減します。
3.7KW VFD のアプリケーションと高調波の考慮事項
3.7KW VFD は、ファン、ポンプ、コンベアなどのさまざまな用途で広く使用されています。これらのアプリケーションでは、VFD の高調波成分を慎重に考慮する必要があります。たとえば、ファンの用途では、VFD によって生成される高調波電流により、ファン モーターに追加のノイズや振動が発生する可能性があります。高調波成分が低い VFD を使用することで、ファンのより静かで信頼性の高い動作を保証できます。
ポンプ用途では、高調波歪みがポンプ制御システムの性能に影響を与える可能性があります。高調波成分を含む VFD は、不正確な速度制御や効率の低下を引き起こす可能性があります。したがって、適切な高調波緩和策を備えた VFD を選択することが重要です。
モーターおよび高調波管理用の VFD
モーター用VFDそしてモーター用VFD効率的で信頼性の高いモーター制御を提供するように設計されています。ただし、これらの VFD の高調波成分は、モーターの性能に大きな影響を与える可能性があります。サプライヤーとして、当社はモーター用途における高調波管理の重要性を理解しています。
当社は、高調波の影響を最小限に抑えるためにモーターと連携して動作するように特別に設計された VFD を提供しています。当社の VFD は、スムーズで安定したモーター動作を提供し、モーター巻線とベアリングへのストレスを軽減します。当社の VFD を使用することで、お客様はモーターの性能を向上させるだけでなく、モーターの寿命を延ばすこともできます。
結論
結論として、3.7KW VFD の高調波成分は、慎重に検討する必要がある重要な側面です。高調波は、VFD 自体、接続された機器、および電気システム全体に悪影響を与える可能性があります。 3.7KW VFD のサプライヤーとして、当社は高度な技術と包括的なソリューションを通じて高調波成分の低い製品を提供することに専念しています。
当社の 3.7KW VFD にご興味がある場合、または高調波管理についてご質問がある場合は、調達および詳細な打ち合わせについてお気軽にお問い合わせください。当社は、お客様の特定のニーズに最適な VFD ソリューションを見つけるお手伝いをいたします。
参考文献
- 「パワー エレクトロニクス: コンバータ、アプリケーション、および設計」Ned Mohan、Tore M. Undeland、William P. Robbins 著。
- 「電力システムの高調波とフィルター設計」数学 HJ ボーレン著。
- 主要な VFD メーカーの技術文書と研究論文。