ちょっと、そこ！飽和リアクターのサプライヤーとして、私はこれらの気の利いたデバイスの飽和原理についてよく質問されます。それでは、早速本題に入り、分かりやすく解説していきます。
そもそも飽和リアクトルとは何でしょうか？
飽和の原理に入る前に、飽和リアクターとは何かについて簡単に説明しましょう。飽和リアクトルは、コアの磁気飽和を変えることによってインダクタンスを制御できる電気リアクトルの一種です。電圧調整、力率補正、高調波フィルタリングなどの多くのアプリケーションで使用されます。
原子炉内の磁気の基礎
飽和の原理を理解するには、まず原子炉内の磁気の基本を理解する必要があります。リアクトルは、磁心の周りに巻かれたワイヤのコイルで構成されます。コイルに電流が流れると、コアの周りに磁界が発生します。この磁場の強さはコイルを流れる電流に比例します。
ここで磁気コアが重要な役割を果たします。鉄や鋼などの強磁性材料でできており、コイルによって生成される磁場を強化できます。コア内の磁界の強さ (H) と磁束密度 (B) の関係は、磁化曲線で表されます。
磁化曲線
BH 曲線としても知られる磁化曲線は、コア内の磁束密度 (B) が磁界の強さ (H) に応じてどのように変化するかを示します。 H の値が低い場合、B と H の関係は線形です。これは、コイル内の電流が増加すると、コア内の磁束密度が比例して増加することを意味します。
しかし、磁場の強さが増加し続けると、興味深いことが起こります。コアは飽和と呼ばれる状態に近づき始めます。飽和状態では、コア内の磁区はすべて磁場の方向に整列し、磁場の強度がさらに増加しても磁束密度は大幅に増加しません。
飽和の原理
それでは、飽和反応器における飽和の原理は正確には何でしょうか?要するに、リアクトルのインダクタンスはコアの磁束密度に直接関係しているということになります。コアが飽和していない場合、電流によって磁束密度が増加しやすいため、インダクタンスは比較的高くなります。
しかし、コアが飽和に近づくと、インダクタンスは減少し始めます。これは、電流を流しても磁束密度がそれほど増加せず、リアクトルが磁気エネルギーを蓄える効果が低下するためです。言い換えれば、電流の変化に対抗するリアクトルの能力が低下します。
飽和リアクトルでは、別の制御巻線を流れる DC バイアス電流を変化させることでインダクタンスを制御できます。 DC バイアス電流を増加すると、コア内の磁界の強度が増加し、コアを飽和に近づけることができます。これにより、リアクトルのインダクタンスが減少します。
飽和リアクトルの応用
飽和の原理を理解したところで、飽和リアクターの応用例をいくつか見てみましょう。
電圧調整
飽和リアクトルの最も一般的な用途の 1 つは電圧調整です。電力システムでは、負荷の変化やその他の要因により電圧が変動することがあります。飽和リアクトルを使用すると、そのインダクタンスを調整することで電圧を調整できます。 DC バイアス電流を変更することで、リアクトルを流れる無効電力の量を制御し、安定した電圧を維持できます。
力率補正
もう 1 つの重要な用途は力率補正です。電気システムでは、力率が低いとエネルギー消費量が増加し、電気代が高くなる可能性があります。飽和リアクトルを使用すると、システム内の無効電力を補償して力率を改善できます。リアクトルのインダクタンスを調整することで、システムがほぼ 1 の力率で動作するようにすることができます。
高調波フィルタリング
飽和リアクトルは高調波フィルタリングにも使用できます。高調波は、機器の過熱や通信システムへの干渉など、電気システムに問題を引き起こす可能性がある不要な周波数です。飽和リアクトルは、特定の高調波周波数で共振し、それらをシステムから除去するように設計できます。
飽和リアクトルに関連するリアクトルの種類
飽和リアクターに関連するリアクターには他にもいくつかのタイプがあります。可変リアクター、並列共振リアクトル、 そして直列共振リアクトル。
可変リアクトルは、その名前が示すように、調整可能な可変インダクタンスを持っています。これは、負荷条件が頻繁に変化するアプリケーションで役立ちます。並列共振リアクトルは、負荷と並列に使用され、特定の周波数で共振回路を作成します。これは力率補正や高調波フィルタリングに使用できます。直列共振リアクトルは、特定の周波数で共振回路を作成するために負荷と直列に使用されます。これは、特定の高調波周波数をフィルタリングするために使用できます。
飽和リアクトルの利点
飽和リアクターには、他のタイプのリアクターに比べていくつかの利点があります。主な利点の 1 つは、インダクタンスを継続的に制御できることです。これにより、電圧、力率、高調波フィルタリングの正確な調整が可能になります。
もう一つの利点は、信頼性が高いことです。飽和リアクトルはシンプルな設計で可動部品が少ないため、故障しにくくなっています。また、寿命が長く、メンテナンスも最小限で済みます。
結論
結論として、飽和リアクトルにおける飽和の原理は、コア内の磁束密度と磁界の強さの関係に基づいています。 DC バイアス電流を制御することで、リアクトルのインダクタンスを変更し、電圧調整、力率補正、高調波フィルタリングなどのさまざまなアプリケーションに使用できます。
飽和リアクター、または関連するタイプのリアクターの市場に参入している場合は、可変リアクター、並列共振リアクトル、 または直列共振リアクトル、お気軽にお問い合わせください。お客様の具体的な要件について喜んで話し合い、お客様のアプリケーションに最適なソリューションを見つけるお手伝いをさせていただきます。
参考文献
- 電気機械の基礎 スティーブン J. チャップマン著
- 電力システムの解析と設計：J. Duncan Glover、MS Sarma、Thomas J. Overbye