高調波フィルターで

質問

こんばんは、Ｇｉａｎｔｓと申します。
受電設備の高調波フィルターが分かりません。
第２調波用フィルターとか、第３調波フィルターとか色々
フィルター設備がありますが違いはなんでしょうか？
第２調波用は第２調波をよく吸収しそれ以外の調波は吸収しにくいのでしょうか？
また第３調波用は第３調波をよく吸収するなら、第２用フィルターと第３用フィルター
はなにが違うのでしょうか？
回答よろしくお願いします。

回答No.3

bogen555 · ベストアンサー

「吸収される」とゆうのは、質問文に書いてあったんで使っただけで、負荷で発生した例えば第２調波は、第２調波用フィルタに流れてから負荷に戻り、電源系統には出て行かないとゆうことです。
電気回路は回り路（まわりみち）になっていて、吸収されて無くなるようなことはありません。
直列共振回路の動作はこれがわかりやすいです。
http://eleking.net/study/s-accircuit/sac-resonant-rlcs.html
つまり、共振周波数だけでインピーダンスが小さくなり、疑問点は氷解したことと思います。
だから、調波用フィルタの共振周波数でのインピーダンスが、設置点から電源側を見たインピーダンスよりも大幅に小さくないと、その調波は電源系統に出て行ってしまいます。
ここに交流フィルタの商品カタログがありますが、
http://www.nichicon.co.jp/products/power/pdf_d/099.pdf
「ご照会時のご提示事項」として、
「5. 設置点より電源側のインピーダンス」
がチャンと載ってます。
設置点から電源側を見たインピーダンスが小さいときには、インピーダンスを大きくするために「限流リアクトル」を入れます。
こんな感じですね。
http://www.shizuki.co.jp/condenser/c_pdf/kouryuF.pdf

ところで、第２、第３調波用フィルタと言ってますが、一般に、偶数調波は小さくなるように負荷は構成されているはずです。
第２調波が問題になるなら、受電設備の主任技術者に確認した方が良いですよ。
また、第３調波（第９調波も）はトランス巻線をΔ結線にすれば電源系統に流れ出さないことは電気機械の授業で習うはずだから、忘れているんならこれも主任技術者に教わればよいでしょう。
だから、上で紹介した商品カタログにあるように第５調波、第７調波、第１１調波、・・・を対象にして、交流フィルタが市販されているわけです。

回答No.2

bogen555

電力用高調波フィルタは、ここのp.3(p.89)「図5.1.LCフィルタ」の構成のように直列共振回路になっています。
http://tdl.libra.titech.ac.jp/hkshi/xc/contents/pdf/116878577/8
直列共振回路だから、共振周波数は単一周波数であり、それ以外の調波は吸収しません。
つまり、第２用フィルタと第３用フィルタは共振周波数が違います。
その点、電力用アクティブ・フィルタなら、このように高調波はすべて吸収できます。
http://www.meidensha.co.jp/pages/product/prod01/prod01_08/prod01_08_03.html

お礼

早速の回答ありがとうございます。

補足

＞それ以外の調波は吸収しません。の意味について教えて下さい。

受電設備として第２調波用、第３調波用フィルター設置しているとします。
高調波発生源（第２調波、第３調波、第４調波、第５調波からなる）から第２調波用ＬＣフィルターに電流が流れる様子をどう考えればいいでしょうか。

(1) 第２調波成分のひずみ波は第２調波用フィルターに流れ（吸収され）なくなり第３調波用フィルターや電源系統には流れなくなる。
(2) 電源系統からの基本波は第２、第３調波用フィルターに流れる。
それと同じ考えで第２調波用フィルターにはＲ（ケーブルの抵抗分だけ）に対応する電流が流れる。第２調波成分のひずみ波は第３調波用フィルターにもＲＬＣのインピーダンス（２調波の周波数に関係したインピーダンス）に対応する電流が流れる。

吸収とは(1)、(2)どちらで理解すればいいですか。
(3)第４調波、第５調波電流はどうなりますか？

回答よろしくお願いします。

回答No.1

kuro804

おはようございます

受電設備？　という風に全く無知ですが
単純にフィルターとして考えるなら　少々．．．．

その１
第２、とか第３高調波とは対象の回路の主要な信号の周波数の２倍、３倍の周波数と言うことですね。

その２
この場合のフィルターが使われるのは特定の周波数を減衰させたい場合で、それぞれ主要周波数の２倍の周波数、あるいは３倍の周波数を減衰させることですね。

その３
通常、フィルター処理を行う元の波形のひずみが上下対称の場合はそのひずみの成分が奇数次の高調波を多く含んでいます。これが対称でないばあいは偶数次の高調波を含んでいます。

その４
繰り返しの波形のひずみ成分は通常その直近の第２次又は第３次成分が他の第４次、第５次以上の成分に比較して大きいのです。したがってひずみを修正する場合、第２次、あるいは第３次成分のみ減衰させても効果があります。

その５
以上より、原波形のひずみを抑える場合、そのひずみが奇数成分の第三次か、偶数成分の第２次成分かを見極めて（上下対称か否か）フィルターを選択することになります。

その６
補足：　通常、高域阻止フィルターなら第２次高調波に対するフィルターを使用すれば第３次高調波にも有効ですが、フィルター構成コストは高くなります。

以上　まとまりがありませんが　参考にでも

お礼

早速の回答ありがとうございます。
上下対称時は奇数調波、対称でない時偶数調波
２、３調波が他の調波に比べて大きいとか高調波に対する知識を色々教えて頂きありがとうございます。