エポキシ鋳造乾式トラクション整流器変圧器の高調波は、損失の増加、過熱、他の電気機器との干渉など、さまざまな問題を引き起こす可能性があります。エポキシ鋳造乾式トラクション整流変圧器のサプライヤーとして、当社は変圧器の効率的かつ信頼性の高い動作を保証するために、これらの高調波を低減することの重要性を理解しています。このブログでは、エポキシ鋳造乾式主力整流器変圧器の高調波を低減するためのいくつかの効果的な方法について説明します。
トラクション整流変圧器の高調波を理解する
低減方法を詳しく説明する前に、高調波とは何か、また高調波がエポキシ鋳造乾式トラクション整流器変圧器でどのように生成されるかを理解することが重要です。高調波は、電気システムの基本周波数 (通常は 50 Hz または 60 Hz) の倍数です。トラクション整流器変圧器では、高調波は主に整流器回路の非線形負荷特性によって発生します。整流器は AC 電力を DC 電力に変換し、このプロセス中に高調波成分を含む非正弦波電流を AC 電源から引き出します。
これらの高調波電流は電力網に逆流し、電圧歪みを引き起こし、同じ電力網に接続されている他の電気機器の性能に影響を与える可能性があります。変圧器自体では、高調波によって鉄損と銅損が増加し、温度が上昇し、変圧器の寿命が短くなる可能性があります。
高調波を低減する方法
1. マルチパルス整流回路
高調波を低減する最も効果的な方法の 1 つは、マルチパルス整流回路を使用することです。標準的な 6 パルス整流回路が一般的に使用されますが、かなりの高調波電流が生成されます。 12 パルス、18 パルス、さらには 24 パルスの整流回路を使用するなど、パルスの数を増やすことで、高調波成分を大幅に減らすことができます。
12 パルス整流器回路では、2 つの 6 パルス整流器が、入力電圧間の位相が 30 度ずれて並列または直列に接続されます。この位相シフトにより、2 つの 6 パルス整流器の高調波電流、特に 6 パルス整流器で最も支配的な高調波である 5 次と 7 次の高調波が互いに大幅に打ち消し合います。
高次のマルチパルス整流器の場合、キャンセル効果はさらに顕著になります。たとえば、18 パルス整流器は、5 次、7 次、11 次、および 13 次の高調波を効果的に低減できます。ただし、マルチパルス整流回路の実装には、より複雑な変圧器巻線構成と追加の制御回路が必要となり、システムのコストと複雑さが増加する可能性があります。
2. パッシブ高調波フィルター
パッシブ高調波フィルターは、高調波を低減するためによく使用されるもう 1 つの方法です。これらのフィルタは、高調波電流用の低インピーダンス経路を作成するために特定の構成で接続されたインダクタ、コンデンサ、抵抗で構成されています。
受動高調波フィルタには、単同調フィルタ、ハイパス フィルタ、広帯域フィルタなど、いくつかの種類があります。単同調フィルターは、5 次や 7 次高調波などの特定の高調波周波数で共振するように設計されており、その特定の高調波に対して低インピーダンス パスを提供します。一方、ハイパスフィルターは、基本周波数をブロックしながら、高周波高調波電流の通過を許可します。広帯域フィルタは、広範囲の高調波周波数を低減するように設計されています。
パッシブ高調波フィルターは比較的シンプルでコスト効率が高くなりますが、いくつかの制限があります。これらは特定の高調波周波数向けに設計されており、負荷条件の変化や新しい高調波発生源がシステムに追加された場合には効果的ではない可能性があります。さらに、システムに追加の損失が発生する可能性があり、定期的なメンテナンスが必要になる場合があります。
3. アクティブ高調波フィルター
アクティブ高調波フィルターは、高調波を低減するためのより高度なソリューションです。これらのフィルタは、パワー エレクトロニクス技術を使用して、システム内の高調波電流と大きさは等しいが位相が逆の補償電流を生成します。
アクティブ高調波フィルタは、センサーを使用してシステム内の高調波電流を継続的に監視し、電力インバータを使用して補償電流を生成します。この補償電流は高調波電流を打ち消すためにシステムに注入され、その結果、ほぼ正弦波の電流波形が得られます。
アクティブ高調波フィルタには、パッシブ高調波フィルタに比べていくつかの利点があります。変化する負荷条件や高調波周波数に適応でき、より優れた高調波低減性能を提供できます。ただし、それらはより高価であり、より複雑な制御システムが必要です。
4. トランス設計の最適化
エポキシ鋳造乾式トラクション整流器変圧器自体の設計も、高調波を低減する役割を果たします。トランスの巻線構成、コア材質、インピーダンスを最適化することで、高調波性能を向上させることができます。
たとえば、デルタ - スターまたはスター - デルタ巻線接続を使用すると、ゼロ相高調波電流の流れを減らすことができます。コア損失が低い高品質のコア材料を選択すると、トランスのコアに対する高調波の影響も軽減できます。さらに、変圧器のインピーダンスを調整すると、変圧器を流れる高調波電流を制限できます。
高調波低減が変圧器の性能とシステム効率に及ぼす影響
エポキシ鋳造乾式トラクション整流器変圧器の高調波を低減すると、変圧器の性能とシステム全体の効率の両方にいくつかのプラスの影響があります。
1. 損失の削減
前述したように、高調波はトランスの鉄損と銅損を増加させます。高調波成分を減らすことで損失が減少し、変圧器がより効率的に動作することを意味します。損失が少ないと温度も低くなり、変圧器の熱損傷のリスクが減り、変圧器の寿命が延びます。
2. 電力品質の向上
高調波低減により、電気システムの電力品質が向上します。高調波電流が減少すると、電力網内の電圧歪みが減少し、同じ電力網に接続されている他の電気機器に利益をもたらします。これにより、電気システム全体のパフォーマンスと信頼性が向上します。
3. 規格の遵守
多くの国や地域には、電気システムの高調波制限に関する厳しい規格と規制があります。高調波を低減することにより、当社のエポキシ鋳造乾式トラクション整流器変圧器はこれらの基準を満たすことができ、お客様が規制に違反することなく変圧器を使用できるようになります。
当社が提供する製品
エポキシ鋳造乾式トラクション整流変圧器の大手サプライヤーとして、当社は高調波を最小限に抑えるように設計された幅広い製品を提供しています。当社の変圧器には、マルチパルス整流回路、パッシブまたはアクティブ高調波フィルタ、およびお客様の特定の高調波低減要件を満たす最適化された巻線構成を装備することができます。
また、乾式駆動絶縁トランスそして水素製造用キャスト樹脂乾式整流変圧器高度な高調波低減機能を備えています。私たちのSC(B) エポキシ樹脂鋳造乾式変圧器また、非線形負荷のあるシステムでも効率的に動作し、高調波の影響を軽減するように設計されています。
結論
高調波の低減は、エポキシ鋳造乾式主力整流器変圧器の設計と動作の重要な側面です。マルチパルス整流回路、パッシブおよびアクティブ高調波フィルターを使用し、変圧器設計を最適化することにより、高調波成分を効果的に低減し、変圧器の性能を向上させ、電気システム全体の電力品質を向上させることができます。
当社のエポキシ鋳造乾式トラクション整流器変圧器にご興味がある場合、または高調波低減ソリューションに関する詳細情報が必要な場合は、調達およびさらなる議論についてお気軽にお問い合わせください。当社は、お客様のニーズを満たす高品質の製品と専門的な技術サポートを提供することに尽力しています。
参考文献
- IEEE 規格 519 - 2014、「電力システムにおける高調波制御に関する IEEE 推奨実践と要件」
- ケニア州ビリングス (2000)。パワー エレクトロニクス: 回路、デバイス、およびアプリケーション。プレンティス・ホール。
- チャップマン、SJ (2012)。電気機械の基礎。マグロウ - ヒル。