パワーコンディショナー

パワーコンディショナー（ラインコンディショナーまたはパワーラインコンディショナーとも呼ばれる）は、電気負荷機器に供給される電力の品質を向上させるためのデバイスです。この用語は、ほとんどの場合、負荷機器が適切に機能できるように適切なレベルと特性の電圧を供給するために 1 つ以上の方法で動作するデバイスを指します。一部の用途では、パワーコンディショナーは、電力品質を向上させるための少なくとも 1 つの他の機能（力率補正、ノイズ抑制、過渡インパルス保護など） を備えた電圧レギュレータを指します。

コンディショナーは、特に正弦波の 交流波形を滑らかにし、変化する負荷にわたって一定の電圧を維持するように動作します。

ACパワー コンディショナーは、敏感な電気機器に「クリーンな」AC 電力を供給する一般的なパワー コンディショナーです。通常、これは家庭やオフィスの用途で使用され、サージ保護とノイズ フィルタリングの機能も備えています。

電力線コンディショナーは電力を受け取り、接続先の機械の要件に基づいて電力を調整します。調整する属性はさまざまなデバイスで測定されます。電圧スパイクは雷雨や主電力線の故障時に最もよく発生します。サージ プロテクターは電源を遮断して、電気の流れが機械に到達するのを防ぎます。

高品質のパワーコンディショナーは、パワーコンディショナー上の個々の電源コンセントまたはレセプタクルを分離するための内部フィルターバンクを備えて設計されています。^[1]これにより、コンポーネント間の干渉または「クロストーク」が排除されます。たとえば、アプリケーションがホームシアターシステムである場合、パワーコンディショナーの技術仕様に記載されているノイズ抑制定格が非常に重要になります。^{[引用が必要]}この定格はデシベル (db) で表されます。db 定格が高いほど、ノイズ抑制が優れています。

アクティブ電力フィルタ（APF）は、高調波除去の役割を果たすフィルタです。アクティブ電力フィルタは、フィルタのスイッチング周波数よりも大幅に低い電力システム内の高調波を除去するために使用できます。アクティブ電力フィルタは、電力システム内の高次高調波と低次高調波の両方を除去するために使用されます。^[2]

アクティブ電力フィルタとパッシブ電力フィルタの主な違いは、APFは同じ周波数で逆位相のアクティブ電力を注入して高調波をキャンセルすることで高調波を軽減するのに対し、パッシブ電力フィルタは抵抗器（R）、インダクタ（L）、コンデンサ（C）の組み合わせを使用し、外部電源やトランジスタなどのアクティブ部品を必要としないことです。この違いにより、APFは広範囲の高調波を軽減することができます。^[3]

パワーコンディショナーには「ジュール」定格もあります。ジュールは、1 ワットを 1 秒間維持するために必要なエネルギーまたは熱の単位であり、ワット秒として知られています。電気サージは瞬間的なスパイクであるため、ジュール定格は、サプレッサーが損傷を受ける前に一度に吸収できる電気エネルギーの量を示します。ジュール定格が高いほど、保護が強化されます。

パワーコンディショナーの機能とサイズは、一般的に用途によって異なります。一部のパワーコンディショナーは最小限の電圧調整を提供しますが、他のパワーコンディショナーは 6 つ以上の電力品質の問題から保護します。ユニットは、プリント回路基板に取り付けるのに十分なほど小さいものから、工場全体を保護できるほど大きいものまであります。

小型のパワーコンディショナーはボルトアンペア(V·A) で定格が示され、大型のユニットはキロボルトアンペア (kV·A) で定格が示されます。

理想的には、電力は、国家規格（主電源の場合）またはシステム仕様（主電源に直接接続されていない電源供給の場合）で規定された振幅と周波数を持ち、すべての周波数でインピーダンスがゼロオームの正弦波として供給されます。

現実の電力供給では、この理想を満たすことはできません。 逸脱には次のようなものがあります:

• ピーク電圧または RMS 電圧の変化は、さまざまなタイプの機器にとって重要です。
• RMS 電圧が 0.5 サイクルから 1 分間にわたって公称電圧を 10 ～ 80% 超える場合、そのイベントは「スウェル」と呼ばれます。
• 「ディップ」（イギリス英語）または「サグ」（アメリカ英語 – 2 つの用語は同義）は反対の状況です。RMS 電圧が 0.5 サイクルから 1 分間、公称電圧より 10 ～ 90% 低い状態です。
• RMS 電圧が公称値の 90 ～ 110% の間でランダムにまたは繰り返し変動すると、照明機器にちらつきが生じる可能性があります。ちらつきを生じるこのような電圧変動の正確な定義は、長年にわたり複数の科学コミュニティで議論されてきました。
• 突然の非常に短い電圧の増加は、「スパイク」、「インパルス」、または「サージ」と呼ばれ、通常は大きな誘導負荷がオフになることによって発生しますが、より深刻な場合は雷によっても発生します。
• 「低電圧」は、公称電圧が 1 分以上 90% を下回ると発生します。一般的な使用法における「電圧低下」という用語は正式な定義はありませんが、需要を減らすため、またはシステムの動作マージンを増やすために、電力会社またはシステム オペレータがシステム電圧を下げることを表すためによく使用されます。
• 「過電圧」は、公称電圧が 1 分以上 110% を超えると発生します。
• 周波数の変化
• 波形の変化 – 通常は倍音として説明される
• 非ゼロ低周波インピーダンス（負荷がより多くの電力を消費すると、電圧が低下します）
• 高周波インピーダンスがゼロではない（負荷が大量の電流を要求し、その後突然要求を停止すると、電源ラインのインダクタンスにより電圧が急降下または急上昇します）

• 静的同期直列補償装置
• 動的電圧回復
• 無停電電源装置
• アクティブフィルター

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• マイヤー、アレクサンドラ・フォン（2006年）。電力システム：概念入門。ホーボーケン、ニュージャージー：ジョン・ワイリー・アンド・サンズ。ISBN 978-0-471-17859-0。
• Sittig, Roland; Roggwiller, P. (1982)。電力調整用半導体デバイス。ニューヨーク: Plenum Press。ISBN 978-0-306-41131-1。

• Charles Perry および Doug Dorr (2003 年 3 月 1 日)。「カスタム電力の選択肢は豊富」。Transmission & Distribution World。Penton Media。2010年 7 月 27 日閲覧。
• 「電力品質とエネルギー効率に関するホワイト ペーパー」。3DFS Power Solutions。2011 年 7 月 18 日時点のオリジナルからアーカイブ。