ハーモニックとは
照明業界では、"高調波 "という用語は、信号の基本周波数のゼロでない偶数整数倍の周波数を持つ、歪んだまたは非正弦波周期信号の成分を指す。高調波は電流または電圧で発生する可能性があり、一般的に電気系統の非線形負荷によって引き起こされる。
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高調波は照明業界において様々な問題を引き起こす可能性があります。一般的な問題の1つは照明のちらつきで、特に機械において負荷電流や電圧の急激な変動があった場合に発生します。照明のちらつきを引き起こす可能性のある機械の例としては、始動時の大型モーター、圧延機駆動部や鉱山用ワインダーのようなサイクロ・コンバーターを備えた機械、ACモーターや電気アーク炉のような静的周波数コンバーターを使用する機械などが挙げられます。
高調波によって引き起こされるもう一つの問題は、変圧器の過熱とブレーカーのトリップである。これは、非線形負荷が滑らかな正弦波ではなく、急激なパルスで電流を引き込む場合に発生する。これらの非線形負荷によって発生した高調波電流は、電力系統の他の部分に逆流し、変圧器の過熱やブレーカーのトリップを引き起こす可能性がある。
高調波の存在を測定するには、全高調波歪み（Total Harmonic Distortion: THD）がよく使われる。THDは、すべての高調波効果の合計であり、通常、基本周波数（米国では60Hz）の50倍まで、または3kHzで測定される。電圧高調波の影響は、基本周波数に対して8%未満であることが推奨され、8%を超える値はさらに調査する必要があります。
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よくある質問
電気的高調波の原因
高調波は、ACライン電圧をDCに変換する非線形負荷がある場合に発生する。これらの高調波は、可変周波数ドライブ（VFD）、コンピュータ電源、エネルギー効率の高い照明などの非線形電子スイッチング・デバイスの存在により、電気系統に侵入する。
LED照明は高調波を引き起こすか
LED照明の設置に伴い、負荷から高調波ひずみが発生する可能性があります。この歪みは機器や配電網のひずみにつながり、メンテナンス費用やダウンタイムの増加につながります。機器の完全な故障が発生するまで、高調波ストレスの影響が明らかにならない場合もあることに注意することが重要です。
高調波が電力品質に与える影響
高調波電流は、電気系統のr.m.s.電流の増加を引き起こすことで、電力品質に悪影響を及ぼす。その結果、供給電圧の品質が低下します。さらに、高調波は電気ネットワークにストレスを与え、機器を損傷する可能性があります。また、機器の正常な動作を妨げ、運転コストの上昇を招く可能性もあります。
電力系統の高調波をチェックする方法
高調波を表示する機能を持つクランプメーターを使用して、全高調波歪み(THD)を測定する。電圧の THD が 5% を超えないことを確認する。一方、電流の THD はかなり高い可能性がある。各高調波の大きさと影響をより深く知るには、電力品質アナライザを利用する。
高調波は電圧に影響するか
高調波電圧は、高調波電流が高調波のインピーダンスに逆らって流れるときに発生し、顕著な過電圧をもたらす可能性がある。これらの過電圧は、機器の誤動作を引き起こすことが確認されており、コンデンサは特にその影響を受けやすい。
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