壁およびラックアクティブ高調波フィルターモジュール

高調波とは何ですか?

高調波とは、電気システム内に存在する、基本周波数の倍数である追加の周波数を指します。理想的な電力システムでは、基本周波数は地域に応じて通常 50 または 60 Hz です。ただし、非線形負荷やその他の外乱が存在するため、高調波がシステムに導入される可能性があります。

非線形負荷による高調波

パワーエレクトロニクスデバイス (整流器、インバータ、可変周波数ドライブなど) などのオンラインリニア負荷は、電流波形に歪みを引き起こし、高調波電流が発生する可能性があります。これらの高調波電流には、基本周波数の整数倍の周波数が含まれています。たとえば、2 次高調波は基本周波数の 2 倍、3 次高調波は基本周波数の 3 倍などです。

ハーモニクスの効果は何ですか?

高調波は、電気システムにおける基本周波数の整数倍の周波数成分です。電力システムでは、パワー エレクトロニクス デバイス、可変速ドライブ、特定の種類の照明などの非線形負荷によって高調波が発生する可能性があります。これらの非線形負荷は非正弦波の電流波形を引き、その結果、電力システムの電圧波形と電流波形に高調波歪みが生じます。

最も一般的な高調波発生装置は以下のとおりです。スイッチング電源、溶接機、UPS、サイリスタ電力変換技術を使用した旧式の周波数変換器、モータ駆動装置、制御整流器付きコンバータ、DC駆動装置用DCコントローラ、誘導オーブン。

非線形負荷から発生する最も一般的な高調波デバイス

ハーモニクスの効果は何ですか?

高調波の影響は、次のいくつかの領域に分類できます。

● 機器の過熱: 変圧器、ケーブル、その他のコンポーネントを流れる高調波電流は、高調波に関連する追加の損失により発熱の増加を引き起こす可能性があります。これは、機器の寿命の短縮、メンテナンスコストの増加、さらには機器の故障につながる可能性があります。

● 電流と電圧の歪み: 高調波電流は電圧歪みを引き起こし、電源電圧波形の歪みを引き起こす可能性があります。これは敏感な電子機器に影響を与え、誤動作やエラー率の増加を引き起こす可能性があります。高調波電流も中性線を通って流れる可能性があり、その結果、中性線電流が歪み、中性線がさらに加熱されます。

● 共振: 高調波はシステムのインピーダンスと相互作用し、特定の周波数に対するシステムの応答が増幅される共振状態を作り出す可能性があります。共振は、電圧と電流の歪みの増加、機器の損傷、システムの不安定性につながる可能性があります。

● 電力品質の低下: 高調波は、力率の低下、全高調波歪み (THD) の増加、波形の対称性の歪みなど、電力品質の低下を引き起こす可能性があります。これらの問題により、エネルギー損失が増加し、システム効率が低下し、電気コストが増加する可能性があります。

● 干渉: 高調波は通信システムに電磁干渉 (EMI) を引き起こし、通信システム、オーディオ/ビデオ システム、データ ネットワークなどの敏感な機器の動作に影響を与える可能性があります。

高調波の影響を軽減するには、高調波フィルタの使用、高調波歪みが低い電力システムの設計と運用、高調波制御に関する関連規格やガイドラインの順守など、さまざまな対策を講じることができます。

Intone Power-AHF アクティブ高調波フィルター

Intone Power AHFアクティブ高調波フィルタは、高調波無効電力や三相負荷不平衡など、電力系統の電力品質問題に対する完璧かつ包括的なソリューションです。電力系統と並列に接続されたIntone Power AHFは、電力系統内の高調波をタイムリーに検出し、コンバータを介して逆相補償電流を生成し、電力系統内の高調波を動的にフィルタリングします。

Intone Power-AHFアクティブ高調波フィルタは、デジタルロジックとIGBT半導体を用いて電流波形を合成し、非線形負荷によって発生する高調波電流を打ち消すために電力系統に注入する静的パワーエレクトロニクス製品です。AHFは変流器を用いて負荷電流を測定し、存在する高調波電流の成分を特定します。AHFの動作は、多様な負荷形態や電力系統構造の影響を受けません。また、システムと共に高調波振動を発生させることもないため、様々な負荷条件下でも完璧な高調波制御を実現します。

アクティブ・ハーモニック・フィルターの内部トポロジー構造

AHF には、不十分な変位力率 (DPF) や主電源電流のバランスを補正する機能もあります。 DPF 補正は、DPF の低下の原因となる進み負荷 (容量性) または遅れ負荷 (誘導性) に対して提供できます。主電源電流の平衡化は、存在する逆相電流を測定し、逆負電流を注入することによって実現されます。上流ネットワークの電流のバランスをとるために電流をシーケンスします。一方、Intone Power-AHFは三相負荷電流の不平衡を制御する機能を備えており、電力網におけるさまざまな電力品質問題に総合的に対応します。

主な機能

●FFT法と瞬時電力理論の組み合わせ

● 多機能 – 高調波緩和、力率補正 (誘導電力と容量電力の両方)、不均衡補償の組み合わせ

● 広い高調波フィルタリング範囲: 2 次から 51 次高調波まで

●優れたアンバランス補正：マイナスシーケンスとゼロシーケンスの両方で、中性電流を軽減します。

● 98.4% 以上の高調波フィルタ効率

アクティブ・ハーモニック・フィルターの主な機能

●高速応答時間：5ms未満

● 高い安定性 – 自動高調波除去により共振を回避

●広い入力電圧と周波数範囲が過酷な電気環境に適応します。

●自動電流制限出力により過負荷から解放されます。

● 7 インチまたは 10 インチのタッチ スクリーン HMI により、さまざまな電気、PQ パラメータ、アラーム、ログをプログラミングおよび監視できます。

●並列接続運転可能：12台のモジュールを並列接続可能

● 柔軟なアプリケーション: 標準またはカスタマイズされたエンクロージャに組み込まれたモジュラー設計

●環境適応性：温度10℃～50℃（ディレーティングなし）

● 取り付けとメンテナンスが簡単 – 交換または拡張のための AHF モジュールのプラグイン取り付け

● ハードウェア保護: Vバス過電圧保護;過電圧保護

● ソフトウェア保護: AC 瞬間過電流保護、AC 実過電流保護。 V バス過電圧保護;AC 過電圧保護;AC 低電圧保護、過熱保護;

ラックおよび壁掛けモジュール

Intone Power Active Harmonic Filter ラック モジュールは、ラックまたはキャビネットに設置するように設計された AHF ユニットを指します。通常、これらのモジュールには、パワー エレクトロニクス、制御回路、冷却システムなど、無効電力補償機能を実行するために必要なコンポーネントが含まれています。ラックマウント型モジュールは、複数の AHF ユニットが必要な産業用アプリケーション、データセンター、大規模な電気設備でよく使用されます。

アクティブ高調波フィルタのラックモジュール

アクティブ高調波フィルター壁掛けモジュールは、壁または取り付け面に直接設置できるように設計されています。これらは、必要なコンポーネントを 1 つのエンクロージャに統合したコンパクトなユニットで、スペースが限られている小規模なアプリケーションや場所に適しています。壁に取り付けられた AHF モジュールは、商業ビル、オフィス、小規模な電気設備でよく使用されます。

アクティブ高調波フィルタの壁掛けモジュール

Intone Power-AHF モジュールのサポート: 15A、25A、30A、50A、75A、100A、125A、150A、220V ～ 690V、50Hz および 60Hz ネットワークの両方。

ラックマウント型と壁掛け型の AHF モジュールはどちらも、無効電力補償と電圧安定化という同じ目的を果たします。どちらを選択するかは、設置の特定の要件、利用可能なスペース、およびスケーラビリティや拡張性のニーズなどのその他の要素によって異なります。

アクティブ高調波フィルターの利点

電力品質の向上

アクティブ高調波フィルタの最も明白な利点は、電力品質の向上です。これらのフィルタは、高調波を積極的に軽減し、力率を修正することにより、電力供給が安定してクリーンであることを保証します。これにより、電圧歪みが大幅に減少し、機器の誤動作のリスクが最小限に抑えられ、敏感な機器の全体的なパフォーマンスが向上します。

エネルギー効率

アクティブ高調波フィルターは、さまざまな方法でエネルギー効率の向上に役立ちます。電力会社からの無効電力の必要性を減らすことで、エネルギー損失を削減します。さらに、1 に近い力率を維持することで、機器がより効率的に動作できるようになります。これは、光熱費の削減と環境フットプリントの削減につながります。

アクティブ高調波フィルターの利点

アクティブ高調波フィルターの利点

高調波の存在は、電気機器に悪影響を与える可能性があります。過熱や機器の寿命の短縮、場合によっては致命的な故障につながる可能性があります。アクティブ高調波フィルターは、これらの有害な影響から機器を保護し、施設の資産が良好な動作状態に維持されるようにする上で重要な役割を果たします。

規格への準拠

多くの国や地域では、電力品質を確保するために厳しい規制や基準が設けられています。アクティブ高調波フィルタは、力率と高調波歪みを効果的に制御することで、施設がこれらの要件を満たすのに役立ちます。コンプライアンスは、潜在的な罰則を回避するだけでなく、信頼性の高い安定した電力供給を保証します。

コスト削減

SVG などのアクティブ高調波フィルターのインストールには初期コストがかかりますが、長期的には大幅なコスト削減が可能です。エネルギー料金の削減、メンテナンスコストの削減、機器の寿命の延長はすべて、魅力的な投資収益率の向上に貢献します。

アクティブ高調波フィルタの一般的なアプリケーション

アクティブ高調波フィルタは、電力の品質と効率が重要となるさまざまな産業や施設で用途が見つかります。代表的なアプリケーションには次のようなものがあります。

製造設備

製造環境には、可変周波数ドライブ、溶接機、CNC 機械など、多数の非線形負荷がかかることがよくあります。これらの負荷は、電力品質の問題を引き起こす可能性のある高調波を生成することで知られています。安定した電力品質を確保し、機器のダウンタイムを最小限に抑え、エネルギー使用量を最適化するために、アクティブ高調波フィルターが採用されています。

製造設備における高調波フィルタ

データセンター

データセンターは、電力品質の乱れに対して非常に敏感です。電源に障害が発生すると、データの損失やシステム障害が発生する可能性があります。アクティブ高調波フィルタは、電圧歪みを防止し、重要な IT インフラストラクチャの継続的な動作を保証するために使用されます。

データセンターのアクティブ高調波フィルタ

商業ビル

商業ビルには、照明、HVAC システム、エレベーターなど、電力品質の問題を引き起こす可能性のある負荷が数多くあります。アクティブ高調波フィルタは、電力品質の維持、エネルギーコストの削減、建物システムの保護に役立ちます。

HVAC システムのアクティブ高調波フィルター

再生可能エネルギーシステム

太陽光や風力などの再生可能エネルギー源が普及するにつれて、アクティブ高調波フィルタは、生成され送電網に供給される電力の品質を確保する上で重要な役割を果たします。これらは、これらの断続的なエネルギー源の出力を調整し、信頼性と効率性を高めるのに役立ちます。

EV充電ステーションのアクティブ高調波フィルタ

大規模な工業プラント

幅広い機械やプロセスを備えた大規模な産業プラントは、電力品質に関連する課題に直面することがよくあります。アクティブ高調波フィルタは、力率を管理し、高調波を軽減するために使用され、その結果、効率と機器の保護が向上します。

電気炉のアクティブ高調波フィルター