オークス電子株式会社

高調波設備診断機

電力バランスと負荷モード

高調波とは

基本周波に対して２倍、３倍、４倍と整数倍にあたる周波数の電気のことです。
本来電力会社から送られてくる電気にはほとんどこれら高調波は含まれていません。
あるメカニズムにより、高調波が発生します。

地域	基本周波	第二調波	第三調波	第四調波	第五調波	第六調波
東日本	50Hz	100Hz	150Hz	200Hz	250Hz	300Hz
西日本	60Hz	120Hz	180Hz	240Hz	300Hz	360Hz

高調波によって電気は汚されます。
では高調波がなぜどのようにして発生するのかを簡単に説明します。
電気に直流と交流があり、「直流は常に電気の流れる方向が変化しない」が「交流は流れる方向が常に変化している」こと違いとして上げられます。
流れる方向が変わるということはその大きさも変化して０になる瞬間もあるということを意味します。電力供給は通常交流です。
しかしテレビやコンピュータ、インバータ式エアコンなどは半導体技術を駆使しているため内部で直流に変えて電気を使用しています。
ここに高調波発生の基本的メカニズムが潜在しています。
大きさが変化する電気を大きさが常に一定の電気に変えるには、電気のエネルギーを蓄えたり放出したりするエネルギーのタンクが必要になります。
そこで一般的にはコンデンサという部品を使用してエネルギーのタンクの役目をさせています。
コンセントの電圧の方が直流の電圧よりも高い期間にコンデンサは充電され、コンセントの電圧が直流の電圧よりも低くなる期間に蓄えていた電気を放電させ使用します。
このことで交流から安定した電圧の直流を作り出しています。
しかし、コンデンサが放電している期間はコンセントからは電気が流れませんし、コンデンサが充電する期間には大きな電流が流れます。
このような波形を数学的に分析しますと、基本周波数だけでなく３、５、７・・・・倍の奇数倍周波数の電気が重なり合っていると表現されます。
これが高調波です。このように高調波は意味もなく発生しているわけではなく、交流から直流への変換という過程において必然的に発生するものです。

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