大学で 【高調波電流が誘導機の定常特性に及ぼす影響の定量的評価】 近年では省エネ化や高効率運転のため

大学で

【高調波電流が誘導機の定常特性に及ぼす影響の定量的評価】
近年では省エネ化や高効率運転のために、誘導機はインバータにより駆動されることがほとんどである。インバータで印加する電圧に高調波が含まれているときの定常特性について、実験、市販シミュレータ(MapleSim)およびT型等価回路の3つにより定量的な評価をする。

このようなテーマで実験することになったのですが、イマイチ何を言っているか分かりません。。
もっと噛み砕し簡単に言うとどういう実験なのでしょうか？
特に
【高調波電流が誘導機の定常特性に及ぼす影響の定量的評価】ここの部分を簡単に教えて欲しいです。
例など挙げてくれると助かります。

よろしくお願いします。

No.1 ベストアンサー 回答者： joshua01 回答日時： 2023/05/27 05:46

こんにちは。

質問者さんの現在のレベルがわからないのですが、次のような回答ではいかがでしょう
ポイントは、「誘導電動機を正弦波以外の波形で動作させた場合に効率はどのようになるか」
誘導電動機はいわゆる交流で動作することはご理解でしょう。 このとき、同じ周波数の「交流」でもいろいろな波形が考えられます。
特に最近の「インバータ」は、直流をスイッチ素子で動作させるために、波形は正弦波でなく 方形波などいろいろな形が考えられます。
「フーリエ展開」はご存じでしょうか。 例えば100Hzの方形波を「フーリエ展開」すると、その「周波数成分」がわかります。 100Hzの方形波は、実は100Hzの正弦波に300Hz、500Hz、700Hz・・・の「奇数倍の周波数の正弦波」の合成体に なっています。
　他のいろいろな波形もこの「整数倍」の周波数が含まれており、これらを「高調波」と言います。
　ネット配信の音楽などは、基本の正弦波と各高調波ごとの周波数・強度の数値をデジタル信号で送ることで、波形そのものを送らなくても受信側で波形が再現できてきれいな音楽として聞こえるようにしていますが、多くの場合、この「高調波」は邪魔な存在です。
　無線の送信機で高調波が発生する(波形が正弦波から崩れる)と無関係な周波数の他の無線局を妨害しますし、インバータで高調波を含む 波形を発生するとその中のエネルギーの一部は目的の用途に寄与せず、無駄なだけでなく障害の原因になる場合もあります。 （電熱器なら何でも熱になってくれさえすれば役立ちますが、例えばモーターの場合は高調波は回転に寄与せず無駄な振動や熱を発生させるだけの存在になったりする。）
これらを「定量的に評価」は難しいですが、仮に単純化すると、次のようになるでしょう。
〇　基本の正弦波で電動機を回して効率（軸出力）を測定する。
〇　基本の正弦波に、各種の倍数の高調波を強度を変えて加えて、それぞれの場合の入れたエネルギーの総量と軸出力（さらに振動など）を測定する。
〇　高調波にも、役に立つ場合、無駄な場合、障害が生じる場合があるので、その傾向を考察する。
〇　インバータの発生しやすい波形をフーリエ展開してその高調波を明確にして、上記の傾向に当てはめて考察する （今回の「シミュレータ」maplesimがどのような機能のものか知らないのですが、インバータ側をシミュレートするもの（まあ、フーリエ展開機能）と、 モータをシミュレートするもの（磁気回路と回転・振動の物理特性）があると思います）
さてさていかがでしょうか。 お役に立てば幸いです。

この回答へのお礼

ありがとうございます！助かりました

お礼日時：2023/05/29 11:07