[半導体、インバーター(ups)]強電詳しい方オナシャス[変圧器]

1774ワット発電中さん2018/03/01(木) 05:51:38.79ID:/a/8/Syf
富士電機のUPSで、カタログに

4.半波整流負荷および進み力率負荷の接続禁止について.
半波整流負荷や進み力率負荷を接続すると,UPSの不安定動作によって故. 障となる可能性があります。

とあるんだが、インバーターにこういう負荷を接続するとなんでぶっ壊れるんかな?

半波整流は片側の素子に負荷がかかるだけだから、容量さえ気を付ければ問題ない気がするし、進み力率負荷がNGな理由は全くわからん

140774ワット発電中さん2018/09/08(土) 13:09:04.03ID:FlEflt3u
>>139
もしかしてキャパシタンス成分が母線に逆流することを言ってるんか?

無いわけじゃないけど、日本は第40高調波まで対策が求められるし、
基本的にはモーターでコンデンサ成分は消費されるんだし、
遅れ力率で送電されてるんだからコンデンサによる歪みはあまりないでしょ

141774ワット発電中さん2018/09/08(土) 14:30:27.36ID:ULgEzwGI
>>140
>もしかしてキャパシタンス成分が母線に逆流することを言ってるんか?

正確に書かなかったのも悪い(のか、話の前提だと思ってた)。
コンデンサインプット型整流回路の電源から、逆流することはないだろなあ。

142774ワット発電中さん2018/09/09(日) 01:19:00.32ID:svLqbpEL
>>138
そうだよ
それが分かってれば>>96みたいな恥ずかしいレスは書けないから安心していい

143962018/09/09(日) 08:49:13.98ID:9pLtX7Gh
非線形負荷における(見かけの)力率低下問題について、議論はおおむね正しい方向で
終結したようで、よかったです。しかしいまだに >>142 のように誤解ないし粘着している
人もあるので、(本当は書きたかったけど、読者いなくなると思って)書かなかった数式で
まとめておきます。

144962018/09/09(日) 08:58:27.74ID:9pLtX7Gh
電圧波形をv(t) = cosωt とする(最近はこれもひずんでいるという事実は無視、また係数の
E等も省略)。それに対し、電流波形 i(t) を一周期にわたり積分したとき ∫v(t)i(t)dt = 0 となる
(有効電力の発生しない) ことを「電圧波形と電流波形は直交する」という。 すると次の
事実がある。

1. (基本波) cos ωt に対し、 sin ωt は直交する (cosωtは直交しない = 有効電力)。
2. (2次調波) cos ωtに対し 、cos2ω、sin2ωtは直交する。
3. (3次調波) cos ωtに対し 、cos3ω、sin3ωtは直交する。
    ・
    ・

145962018/09/09(日) 09:05:55.69ID:9pLtX7Gh
負荷が線形のとき、つまり LCRのみのとき、電流波形には基本波 cosωt 、sinωt以外は
発生しない。従来の(現在の)電力理論ではそのことのみ考慮し、無効電力はsin ωt による
もの、力率は電圧波形と電流波形の位相差と定義している。

それに対し、非線形負荷においては2次調波以上の高調波も生じ、無効電力相当のものが
発生する。よって見かけの力率は低下する。

146774ワット発電中さん2018/09/09(日) 09:09:44.19ID:qGv+u3vT
力率って、見かけの力率と真の力率の2つがあるのかよ。それでもって真の方は低下しないのか?

147962018/09/09(日) 09:15:00.53ID:9pLtX7Gh
「非線形負荷において力率は低下する」という表現は、基本波で定義された(つまり線形負荷
のみを考慮した)力率概念を、勝手に高調波の生む無効電力相当に拡張したあいまいなもの
なので、混乱の原因になります。電力業界では、いまのところ力率と高調波問題は明確に
区別しています。

しかし「非線形負荷における力率低下」とか、現在のスイッチング電源の「力率改善回路」など
の用語は上記の誤謬をしています。

このように言うためには、なんらかの形で無効電力ならびに力率を再定義しないと
いけませんが、それはまだなされていません。

148962018/09/09(日) 09:22:22.13ID:9pLtX7Gh
>>146
非線形負荷をつなぐと基本波もくずれますので、sin ωt は生じ、つまり従来概念での力率
も低下します。

「見かけの力率」と書いたのは、現在の力率の定義は高調波成分を考慮していないが、
それも考慮して拡張した力率概念、の意味です。

このように拡張することは、数式の上では可能ですが、そのときは電圧波形も正弦波から
はずれていることも考慮することになるでしょう。また、力率を角度で cosφと表すのは
意味がなくなり、おそらく電力比のパーセント表示になるでしょう。

以上の数式で電圧波形には 電力業界で標準の sin ωtでなく、信号理論で
使われる cos ωt としましたので、普通の教科書の記述とは少し違っています。
注意してください。

149962018/09/09(日) 10:12:47.84ID:9pLtX7Gh
(高調波を考慮した力率定義の私案)
次の時代の教科書には、次のような力率の定義が乗るのかなあと思います。

電圧波形 v(t) と 電流波形 i(t) はいずれも T を周期とする周期波形とする。これらを
複素フーリエ変換した複素フーリエ係数 Vn,  In について (ただし n = 0, ±1, ±2, ...)

有効電力 P = VoIo + 2Re( V1 I1* + V2 I2* + V3 I3* + …)
皮相電力 VA = √((Vo^2 + 2|V1|^2 + 2|V2|^2 + …)(Io^2 + 2{I1|^2 + 2|I2|^2 + …))

である。ただしz * は zの複素共役、また Re(z) は zの実数部、 |z|は 絶対値。

すると、
(拡張された)無効電力を Q = VA - P、また (拡張された)力率を η= P/VA で
で意義できる。

もし新しく教科書を書く先生あったら、この記事を忘れずに引用文献に入れること。

150774ワット発電中さん2018/09/09(日) 10:19:01.02ID:qGv+u3vT
抵抗器のような線形負荷に、トライアック制御後の電力や半波整流後の脈流電力を食わせた場合、
商用交流の取入れ側からみた力率は1じゃないもんな。力率メーターも低い値を示すし。
かといって、位相角を用いた説明や計算ができない。
つまり、電力業界が中心となって示す力率の定義は、限定的な条件の元でなされていると。

151774ワット発電中さん2018/09/09(日) 10:29:42.75ID:a7RIbyrv
>>149
教科書って何の?

152962018/09/09(日) 10:33:01.33ID:9pLtX7Gh
上の案で、従来の力率概念からいちばん離れているのは、直流成分の運ぶ電力も
有効電力に含めていることです。高調波を含む歪み波形を一般的に扱うなら、数式的
にはそうするのが自然と思い、そう提案しました。ただそのような波形は、トランスに
直接接続できないのはもちろんです。

153962018/09/09(日) 10:36:25.03ID:9pLtX7Gh
>>151

そりゃもちろん、電気学会あたりで発行する交流理論の標準教科書ないし用語集です。

154962018/09/09(日) 11:02:24.07ID:9pLtX7Gh
>>150
従来理論では、電圧・電流の張る空間は cosωt , sinωt を基底とする 2次元ベクトル空間として、
力率はその平面上の2個のベクトル間の角度で表記されていました。高調波を考慮して拡張した
力率は、その意味では空間が無限次元ベクトル空間になっただけで、依然としてその空間での
ベクトル間の角度と見なすこともできます。ただ、それをコンデンサやリアクトルで修正して、
というわけにはいかなくなります。

155774ワット発電中さん2018/09/09(日) 11:36:06.75ID:BZJalyOw
基底、基底、基底・・・・・サンタモニカあ?

156774ワット発電中さん2018/09/09(日) 11:39:51.60ID:BZJalyOw
Hello 基底チャン・・・基底って何?

157774ワット発電中さん2018/09/09(日) 11:41:31.50ID:+B2ChLc2
今の定義では何が不満なのかよくわからない

158774ワット発電中さん2018/09/09(日) 11:58:31.48ID:9pLtX7Gh
>>157

今の力率の定義では、非線形負荷を扱えない、つまりそのような負荷に対してナンセンスだから
です。そのため >>52 のような疑問が出てきます。で、それに対して回答しました。つきつめて
言えば、

1. 非線形負荷の現象に力率という用語は使わない(電力業界の方針)。
2. 非線形負荷にも通用する、力率概念の拡張(本レスで試みた)。

のいずれかをとるしかありません。

159774ワット発電中さん2018/09/09(日) 12:11:06.69ID:+B2ChLc2
今の力率は誰が定義してるの?

160sage2018/09/09(日) 12:31:22.65ID:9pLtX7Gh
> 今の力率は誰が定義してるの?

(日本において)
定義の提案はその用語を担当する学会(力率は電気学会)で、用語としての認可は
文科省です。これとは別に JISも用語集を出していますが、工業規格を表記する
ため、という位置づけで、国としての統制権をもつ文科省に対し従の立場のはず
です。

(米国において)
国家的統制はないはず(日本にはあります)。power factor については IEEE の
用語集が最も権威を持つでしょう。

(世界において)
用語の国際間の定義を調停する活動はありません。

161962018/09/09(日) 13:19:56.40ID:9pLtX7Gh
>>149 の定義で、
× 無効電力を Q = VA - P
○ 無効電力を Q = √(VA^2 - P^2)
でした。

さっき日本語 Wikipedia の「電力」を見たら、その「非線形回路と電力」の項に
本質的にさっきの式と同様ものが載ってました。まあ誰が考えてもこうなる、か。

162774ワット発電中さん2018/09/09(日) 13:51:28.85ID:EqgWvZKU
パーセバルの定理

163774ワット発電中さん2018/09/09(日) 14:41:57.94ID:qGv+u3vT
電気や電力業界の立場だと、発送電においては電圧も電流も正弦波しか想定していないよな。
微分や積分しても三角関数という特殊性から、LやCで電流が本当に遅れたり進んだりすると誤解されがち。

正弦波の二乗の積分で直流と等しくなる電力から逆算した電圧や電流の「実効値」なる指標が産まれ、
「需要家が実際に消費していない電力に対する電気料金は請求対象から除くのが妥当」というような
課金ルールが出来上がり、そこで「力率」という指標と算出法をとりあえず定義したのだろうか。

164774ワット発電中さん2018/09/09(日) 15:23:59.17ID:BZJalyOw
うちの可愛い娘に手を出して、出戻りにしやがっての精神です。

165962018/09/09(日) 17:22:38.43ID:9pLtX7Gh
>>162
そうですね、>>149の皮相電力における電圧・電流の実効値は、それをパーセバルの
定理によって、周波数領域で書き下したものに相当します。

166774ワット発電中さん2018/09/09(日) 18:52:34.70ID:BZJalyOw
パーセバル定理はいいけど、そもそも電力伝送系なんて、50,60Hzの世界で、それ以上の
高調波高周波的には、どうなってるのか保証はないのでは。
なので、結局、PFC回路をつけて、一周期まんべんなく使ってください、切り売りは
致しません販売が原則となるのでは?

167774ワット発電中さん2018/09/09(日) 18:54:58.28ID:zkRmv7F4
>>166
そのことを否定する議論ではないと思います。

168774ワット発電中さん2018/09/13(木) 13:31:36.08ID:ow9oghk7
否定してるようには取れないけど

169774ワット発電中さん2018/09/14(金) 16:21:22.13ID:hY+L9eFo
パーセバル定理て、
時間給で働いている人の給料と、周波数給で働いている人の給料はおんなじってこと?
バイトするならどっちが得かな?

170774ワット発電中さん2018/09/15(土) 15:51:50.71ID:vAgyS8Z9
バイトするなら
パーセバル フェスティバル

171774ワット発電中さん2018/09/17(月) 17:29:44.44ID:ENGPwCD1
過負荷耐量の大きな半導体スイッチング素子って作れないものだろうか…

172774ワット発電中さん2018/09/17(月) 22:17:01.18ID:iCZvsV1k
マグアンプ(過飽和コアスイッチ)なんてどう?

173774ワット発電中さん2018/09/18(火) 01:05:46.75ID:5mEO5cap
>>172
それは半導体スイッチング素子なんですか?

174774ワット発電中さん2018/09/18(火) 02:11:12.38ID:0+/40Sgu
半導体の定義次第じゃ無いか?

175774ワット発電中さん2018/09/19(水) 00:58:57.24ID:PlbmS79B
>>174
強磁性体が半導体になりうるのか詳しく

176774ワット発電中さん2018/09/23(日) 14:40:21.56ID:KwLeFOLz
陰婆多翁 !!!!  なんか爺さん婆さんが使ってそう

177774ワット発電中さん2018/09/26(水) 00:02:43.15ID:wDS0YkRF
バッタは自然の象徴だ。バッタの能力を持った主人公が自然破壊に立ち向かうなんていうのはどうかな?
そうだ。エネルギーは風だ。風力エネルギーが彼の原動力なんだよ。彼のベルトのバックルに風車の機構があって、
そこでエネルギーを獲得するんだ

178774ワット発電中さん2018/09/28(金) 18:18:17.12ID:+BdMIWRM
電車とかシリコンダイオード使って整流してるくらいだから…

179774ワット発電中さん2018/09/28(金) 18:28:17.82ID:+BdMIWRM
>>163
無効電力は大規模な需要家にとって必要な電力だぞ
ただ、無効電力が大き過ぎれば一般的な需要家が
損をするから力率が制限されてるんだ

180774ワット発電中さん2018/09/28(金) 18:31:32.35ID:+BdMIWRM
進み電流が流れるってことは短絡電流が流れるってことに近い
遅れ電流が流れるってことは開放時の電流が流れるってことに近い

181774ワット発電中さん2018/09/28(金) 18:35:02.10ID:+BdMIWRM
>>153
高調波なんて少なくとも-3dB以下のゲインになってれば
無視されるんだから良いじゃん

しかもそれ、高調波の話じゃなくて波の合成の話じゃん
フーリエ級数展開を力率の式に適用しただけなんだからそんなもの載るか?

182774ワット発電中さん2018/09/28(金) 18:37:37.52ID:+BdMIWRM
>>175
MES-FETにすればいいじゃない(ただし熱で壊れる模様)

183774ワット発電中さん2018/09/30(日) 17:32:26.94ID:sfqVDtJf
OS-FETにすればいいじゃない(ただし時々、暴れまわる模様)

184774ワット発電中さん2018/09/30(日) 18:02:02.90ID:sfqVDtJf
空飛ぶ 
MES-prey
OS -prey

185774ワット発電中さん2018/10/01(月) 18:52:00.66ID:yF0/FjR4
MES-prey
OSU -prey あと、
OKAMA-prey

186774ワット発電中さん2018/10/07(日) 18:22:57.65ID:WwvDHhLX
>>171
https://www.yamabishi.co.jp/products/inv_syn-tm/index.html
こんなのあったけど… 
資料DLした限りだと普通にIGBT方式っぽい 何かからくりでもあるのかしらん

187774ワット発電中さん2018/10/07(日) 22:17:56.14ID:tmpUmXKM
普通はV/f制御で突入電流を抑えるんじゃなかったっけ?
だからVVVFインバータが近年使われてるんでしょ?

188774ワット発電中さん2018/10/08(月) 01:04:16.13ID:2KCkwiQC
>>187
確かに普通のモーター駆動用インバータだとそうだよね

まあ、>>186の製品の説明を見る限り、こいつは「VVVFで電流を抑制する」んじゃなくて
「CVCFでありながら1000%の過負荷耐量を持たせている」ようだよ

189774ワット発電中さん2018/10/13(土) 17:23:31.89ID:GBUfSZ/u
誘導負荷(変圧器やモーター)対応インバーターと非対応インバーターの違いは
還流ダイオードの有無ってことですかね?

190774ワット発電中さん2018/10/14(日) 03:54:15.80ID:L10d4dh9
還流ブーム

新着レスの表示
レスを投稿する