[教育] スイッチング電源の基礎（２）～高調波ひずみの発生要因と影響について～

電力送電の概略と、各家庭や工場で使用時に発生する電力の高調波ひずみの発生要因と影響について説明します。

【書き起こし】[教育] スイッチング電源の基礎（２）　～高調波について～ 

(00:01) スイッチング電源の基礎として高調波について説明します 発電所で発電された交流電力は送電網での損失を抑えるために数十万ボルトを超える高 電圧で伝送されます この後複数の変電所を経て家庭用の電圧まで高圧されます 家庭や工場などに配膳される理想的な電力は正弦波で電流と電圧の位相差はありません しかしながら実際の機器で使用される電力は交流から直流変換する過程で電圧電流波形 館の位相差や電流歪が発生してしまいます 頭はスイッチング電源の入力部です 入力された交流入力は清流ブリッジで全波整流されます 平滑コンデンサーがない場合の電圧波形は波形 d のようになります 実際は平滑コンデンサーにより平滑されます この時の電圧波形は波形 c のようになります
(01:09) 電流に関して考えてみます 平滑コンデンサーの部分でコンデンサーの両端の電圧が入力された 全波整流の電圧より低いときには平滑コンデンサーへ充電電流が流れます したがって波形 d のようにある素敵な電流が流れることになります 入力段では波形いいに示すような電流波形となります このように何の対策もしない場合電流波形には歪みが生じることになります さてデータセンターのような大規模な施設で電流歪の対策をしないとどうなるでしょう か 発電所から送電網を通じて送られた電気エネルギーがある装置で電流歪を生じた場合 交流入力端子を通じてフロア内の機器はこの電流歪の影響を受ける可能性があります このように電流歪は配線もう設備の効率および 配電網に接続される機器の動作不具合
(02:14) 場合によっては人体への安全を損なう可能性があります ここで歪みについて考えてみます スイッチング電源回路で紹介した電流歪は交流入力の周期にします このような周期的な波形は基本波とその高調波のエネルギー成分を持ちます ここでは矩形波を例に説明します 婦警派は奇数次の高調波成分を持ちます フーリエ解析をするとこのことが理解できます 周波数軸で見てみましょう このように基本波の高調波を含むことがわかります この例では13:00以降を記載していませんが実際にはさらに工事の高調波成分も 含まれています 電流歪で高調波が発生することを説明してきました この電流歪で生じる弊害をなくすためには高調波歪みを小さくしなければなりません 送電網やそれにつながる機器影響を与える高調波については世界各国で高調波の強度を
(03:28) 一定以下に抑えるように規制されています 以上で高調波についての説明を終わります

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