インバータや整流器を使うと、電源側に「高調波」という見えないノイズ電流が流れ出します。放置すると設備トラブルの原因になります。本記事では、リアクトルを設計・製造する北川電機（KEC）が、高調波の正体と抑制対策を解説します。
高調波とは？
高調波とは、基本波（商用電源の50Hzまたは60Hz）の整数倍の周波数を持つ電流・電圧の成分です。例えば60Hzに対し、5倍の300Hz（第5次）、7倍の420Hz（第7次）などが代表的です。これらが基本波に重なることで、電流・電圧の波形が正弦波から歪みます。
なぜ高調波が発生するのか
高調波の主な発生源は、電流を連続的でなくパルス状に流す機器です。インバータやコンバータの入力段（ダイオード整流＋平滑コンデンサ）は、電圧ピーク付近でしか電流を流さないため、鋭く歪んだ電流＝高調波を生みます。近年はパワーエレクトロニクス機器の普及で、高調波が増える傾向にあります。
高調波が引き起こす問題
影響先 | 内容 |
|---|---|
電源設備 | 変圧器・配線の過熱、中性線への第3次高調波の集中 |
コンデンサ | 高調波電流の流入で発熱・劣化・寿命低下 |
他機器 | 電圧歪みによる誤動作・性能低下 |
力率 | 総合力率の悪化（歪み力率） |
高調波を抑制する対策
- AC/DCリアクトル：インバータ入力にリアクトルを入れ、電流の急変を妨げて波形を正弦波に近づける。最も基本的かつ効果的。
- アクティブフィルタ：高調波を検出し、逆位相の電流を注入して打ち消す。大きな高調波に有効。
- PFC回路（力率改善回路）：電源装置内で入力電流を正弦波状に制御する。
- 多パルス整流：12パルス等で特定次数の高調波を低減する。
メーカー視点
北川電機は、用途・容量に合わせたAC/DCリアクトルをカスタム設計・製造しています。%インピーダンスの選定と飽和・発熱の作り込みで、高調波ガイドラインへの適合と設備保護に貢献します。
よくある質問
高調波と高周波は違いますか？
高調波は基本波の整数倍の周波数成分（波形の歪み）を指します。高周波は単に周波数が高いこと全般を指す広い言葉です。文脈が異なります。
第3次高調波はなぜ問題になりますか？
三相4線式では各相の第3次高調波が中性線で同相に重なり合い、中性線に大きな電流が流れて過熱の原因になります。ゼロ相リアクトル等の対策が有効です。
リアクトルとアクティブフィルタはどちらを選ぶべき？
コストと基本的な抑制ならリアクトル、大きな高調波や高い抑制レベルが必要ならアクティブフィルタ、と要求に応じて選定・併用します。
インバータ向けリアクトル・高周波トランスのご相談
用途・容量に合わせたカスタム設計。試作1台から量産まで対応します。
まとめ
- 高調波は基本波の整数倍の周波数成分で、波形を歪ませる。
- インバータ・整流器などが主な発生源。設備過熱・コンデンサ劣化・誤動作・力率悪化を招く。
- AC/DCリアクトル・アクティブフィルタ・PFCで抑制する。
