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277Vacでのスマート革命を推進する

2021年7月27日、Ron Stull著 - 4分の閲読

277Vacでのスマート革命を推進する

概要

自宅以外の場所でのスマートシステムの広範な展開や、ロードサイドの自動車用充電器などの高電力アプリケーションにより、標準的な480Vの3相産業用電源から派生した277Vac入力を処理できるAC-DC電源への簡単なアクセスが推進されています。

消費者として、当社は主に120VのAC国内回線に接続するように設計されたアプライアンスを使用していますが、公益事業者はさまざまなタイプのユーザーやアプリケーション向けに複数の電圧でサービスを提供しています。住宅やその他の施設では、大きな負荷に対応した240Vサービスを利用できますが、480Vの3相電源は産業用として使用できます。位相は、多くの場合、一般的に産業機械で使用される高出力の電動モーターの大きな負荷に対して電力を供給するために一緒に使用されます。

480Vacの利点

480Vでの配電には、いくつかの利点があります。所定の電力需要では、電流が低くなるため、電源線でのI2R損失が少なくなります。また、ケーブル配線の電流定格が低くなるため、配線インフラストラクチャのコストと容量を節約できます。同時に、電圧が高いほど容量を増やして同じ電源線でより多くの負荷を接続できるようになります。

277Vacはどこから来るのですか?

単相電源は、この480Vの3相電源から、1つの位相とニュートラル線を接続することで取得できます。この場合、公称供給電圧は480V ÷ √3または277Vです。この方法では3つの回路に電力を別々に供給できるため、さまざまな負荷に電力を供給できる便利でコスト効果の高い手段が利用可能になります。このアプローチは一般に、産業施設および商業施設の蛍光照明回路に電力を供給するために使用されます。

位相相と位相ニュートラル電圧の3相図
図1:位相-位相と位相-ニュートラル電圧の3相図

277Vacアプリケーション

工場、倉庫、オフィス、ショッピングモール、街路灯などへの低エネルギーLED照明の採用により、定電流LEDドライバ(277Vac電源への接続やLED駆動用の定電流出力の生成に最適)の需要が伸びました。スマート革命によってインテリジェントな「モノ」が自宅以外の場所へと進出しつつある今、状況は変化しています。例としては、スマートサイネージやセキュリティシステムなど、スマートシティ全体に設置される機器用のセンサーやコントローラーなどがあります。また、電気自動車のロードサイドでの高速充電、Eバイクやスクーターなどの都市型Eモビリティスキーム、およびフォークリフトなどの産業用電気自動車の充電など、高電力アプリケーションの需要も拡大しています。

以前の蛍光灯やLED照明の課題と同様に、480Vの3相サービスから277Vの単相電源を使用することで、便利でコスト効果の高いソリューションを実現できます。スマート革命との違いは、これらの負荷の多くには、調整されたDC電圧から電力を供給する必要がある電子モジュールが含まれていることです。 結果として、277Vac入力に接続し、共通のDC出力電圧を生成できるAC-DC 電源に対する需要が高まっています。

EV充電パイルのシステム図
図2:コントローラーを駆動するための277Vac定格電源を備えたEV充電パイルのシステム図

10%のヘッドルームおよび305Vac定格

10%の安全ヘッドルームを確保しながら公称277Vac入力電圧を処理するには、電源は入力時に最大305Vの耐電圧を有している必要があります。結果として、85V~305VのユニバーサルAC入力電圧範囲を提供できるAC-DC電源が市場で増えており、幅広い安定化出力電圧の選択肢やさまざまなオプションが用意されています。

理想的な波形ではないため、10%のヘッドルームが必要になる
図3:理想的な波形ではないため、10%のヘッドルームが必要になる

産業用電源のその他の機能

安定化DC出力を備えた85~305の広範なAC入力電圧定格を持つ電源は、産業および商用電源アプリケーションに柔軟性をもたせます。幅広い入力電圧範囲だけでなく、産業環境で有益であることが実証されているその他の機能は次のとおりです。

  • 端子カバーおよび絶縁保護コーティング: 製材所や採石場、または屋外に設置される機器など、導電性の破片や大量の埃が存在し得る過酷な環境条件に立ち向かう。
  • 入力過電圧カテゴリーIII: 多大な電力サージに耐えるための過渡電流耐性の向上。詳細を見る
  • 力率補正 アクティブな力率補正を利用して、アクティブ電力対見かけ電力の比率を改善することにより、AC電流とケーブルの損失を削減します。詳細を見る
  • 安全基準: オーディオ・ビジュアルおよび情報技術機器用のIEC 62368-1および電源および変圧器用IEC 61558 詳細を見る

結論

85 ~ 305V AC-DC電源に多様な選択肢があるということは、IoTおよびIIoT機器の設計者、設置業者、メンテナンス・マネージャー、購入者にとって有益です。このような設計者たちは、市場のさまざまな変化から利益を得られるようになったため、適切な既製品ユニットを迅速に見つけ出し、そのニーズに的確に対応することができます。CUIは、VGSファミリの金属ケースSMPSやPSKファミリのフルモールド電源モジュールの低無負荷時の電力消費オプションなど、幅広い入力範囲を持つAC-DC内部電源のアレイを提供しています。

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Ron Stull

Ron Stull

電力システムエンジニア

Ron Stullは2009年にCUIに参入して以来、アナログおよびデジタル電源、そしてAC-DCおよびDC-DC電力変換の分野で知識と経験を積み重ねてきました。彼はこれまで、アプリケーションサポート、テスト、検証、設計などの責任者としてCUIのエンジニアリングチームで重要な役割を担ってきました。Ronは、電力エンジニアリング以外では、ギターを弾いたり、ランニングをしたり、アメリカの国立公園をすべて訪れることを目標に妻とアウトドアを楽しんでいます。

 
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