抵抗性3相負荷装置による試験の迅速化および不確実性の低減

3相電力の試験は、3つの線間電圧、3つの線電流、3つの電力、3つの位相を扱うため、非常に複雑な作業となります。特に負荷インピーダンスが未知の場合、電圧と電流は相互に影響し合います。このような状況において、3相抵抗負荷装置は試験を簡素化する役割を果たします（図1）。

図1：3相試験はそれ自体が複雑であり、電源側の問題と負荷側の問題を切り分けるためには、既知の負荷インピーダンスが必要です。（画像提供：Art Pini氏）

3相電源の試験では、線間電圧、線間電流、およびそれらの間の位相差を測定するとともに、各相の電力負担分を測定します。なお平衡システムにおいては、各相それぞれの電力負担分は均等である必要があります。抵抗成分と無効成分の両方を持つ3相システムにおける通常の動作負荷は、電源の動作に悪影響を及ぼす可能性があります。その結果、電圧と電流の間に位相差が生じ、力率が低下します。また、損失の増加や位相のアンバランスによって、試験を複雑化する恐れがあります。

負荷装置は、予測可能性を高める上で有用です。本装置は、発電機、無停電電源装置（UPS）、太陽光または風力発電システムを含む電源システムの試験および検証向けに、制御可能で再現性のある電気負荷を提供します。抵抗負荷が最も一般的です。抵抗器は、流れる電流と印加電圧の位相関係を変えないため、理想的な力率1を実現するからです。力率が0.95～1の範囲で動作する電力システムが理想的であり、力率が0.95未満の場合は電力システムに問題があると見なされます。

負荷装置は通常の動作負荷に代わるものです。その純粋な抵抗負荷素子は理想的な電気負荷を疑似し、制御されたインピーダンス環境を確立します。これにより、さまざまな条件下での電力システムの容量、効率、信頼性の試験が可能となり、発電機や負荷に依存する故障を特定することが容易になります。

適切な抵抗負荷装置の選択

抵抗負荷装置が必要な場合は、汎用性、ユーザーフレンドリーなインターフェース、手厚いソフトウェアサポート、効果的な冷却機能、安全保護機能、小型フォームファクタ（試験エリアがいかにすぐ混雑するかはご承知のとおりです）について十分ご検討ください。

優れた選択肢として、OhmiteのDLBシリーズ3相負荷装置があります（図2）。本シリーズは、さまざまなアプリケーションにおける電源試験をサポートします。

図2：DLBシリーズの卓上型3相抵抗負荷装置は、さまざまな用途の電源試験に対応します。（画像提供：Ohmite）

DLB シリーズ抵抗負荷装置は、120、240、480ボルトAC（VAC）3相バスでの使用を想定して設計された卓上型計測器です。効率的な放熱のために空冷式を採用し、デルタ接続構成を採用しており、最大4キロワット（kW）の負荷に対応可能です（表1）。

表1：DLBシリーズ抵抗負荷の利用可能な電圧および電力構成を示します。（表提供：Ohmite）

負荷の電力レベルは選択可能であり、ライン電流は印加電圧によって異なります。電力レベルは、3相全体の総電力容量を表します。

フロントパネル（図3）を見ると、各機能設定、安全インジケータ、および操作系が配置されていることがわかります。

図3：負荷装置のフロントパネル表示機能には、電圧と電力を選択できる機能や、安全かつ効率的な動作を保証する機能が備わっています。（画像提供：Ohmite）

動作電圧はフロントパネルのスイッチで選択し、負荷電力は250ワット分解能の累積選択式押ボタンで設定します。

警告灯は、過電圧、過電流、過温度といった異常状態を通知します。異常が発生した場合、該当する警告灯が点灯し、損傷を防ぐためすべての負荷が遮断されます。さらに、作業者は、負荷ダンプ機能（冷却ファンは作動を継続）または緊急停止ボタン（負荷を遮断しファンも停止）を使用して負荷を切り離すことができます。

内蔵電力計により負荷動作を監視可能で、接続された電源の電圧、電流、電力、周波数を計測します。

ラインから負荷への入力接続には、14～4AWGまでのワイヤサイズに対応するアルミ製止めネジラグを使用します。

リモート操作用のコンピュータインターフェースが必要な場合、オプションのEthernet通信ポートにより、LabVIEWなどの広く使用されている計測制御ソフトウェアやカスタムユーザーソフトウェアによる制御が可能です。

DLBシリーズ負荷装置は、卓上使用向けに設計されており、設置面積は24.4 × 21.7 × 7.7インチ（620 × 550 × 195mm）です。

DLBシリーズは、他の試験装置への補助電圧出力のみが異なる2種類のモデルで提供されています。DLB04A172RBPC03は120VACを、DLB04A172RBPC04は240VACを供給します。

まとめ

OhmiteのDLBシリーズ3相抵抗負荷装置は、さまざまな3相電源、発電機、およびバックアップシステムの試験および性能評価に幅広く活用できる装置です。本シリーズは、重要システムにおける実負荷プロファイルを再現することを可能にし、信頼性と品質を保証することで、高性能電源システムをサポートします。