IEC 61000-3-2
IEC 61000-3-2電磁両立性（EMC）– パート3-2：限度値 – 高調波電流エミッションの限度値（機器入力電流が1相あたり16A以下）は、第2高調波から第40高調波までの高調波電流の最大値を規定することにより、主電源電圧の歪みを制限する国際規格です。IEC 61000-3-2は、定格電流が16A以下の機器に適用されます。16Aを超える機器については、IEC 61000-3-12を参照してください。
一方、IEC 61000-3-2:2018の第5版が発行されました。[ 1 ]
アナログの欧州規格は EN 61000-3-2 と呼ばれます。
以下に示す制限値は、すでに廃止されている以前の版 (IEC 61000-3-2:2005+A1:2008+A2:2009) から取得したものですが、主電源の汚染、伝送損失、主電源電圧波形の歪みを低減することを目的として電気機器がどのようにテストされるかについて、良い印象を与えます。
背景
最初は電子真空管付きラジオ、その後はテレビやパソコンといった大規模分散型電子機器の出現とともに、高調波電流による主電源汚染という根本的な問題が生じてきました。前述の電子機器はすべて、電源として平滑化された直流電圧を必要とします。直流電圧の 100 Hz または 120 Hz のリップルは、特に電子機器の黎明期にはほぼ避けられませんでしたが、オーディオ機器のスピーカーでハム音が発生したり、テレビ画面に縦にゆっくりと移動する暗さと明暗の変調が生じたりすることがありました。リップルを低く抑える簡単で安価な方法は、主電源整流器の後ろに直接接続して、静電容量値の高い比較的安価な電解コンデンサを使用することです。直流電圧の平滑化はインダクタによっても行うことができますが、インダクタははるかに高価で、サイズも重量も比較的大きくなりますが、発生する高調波電流ははるかに少なくなります。
大容量の平滑コンデンサを接続した電源整流器では、電源電流は交流波形の山と谷の部分のみに流れます。電源の半周期は10msですが、大容量の平滑コンデンサでは電源電流がわずか3msしか流れません。その結果、短時間に高いピーク電流が流れます。このような整流平滑器の力率は0.6程度まで低下することがあり、多数の高調波（3次：150Hz）、（5次：250Hz）などが発生します。これは配電網、特に3相配電網の中性線において、R相、S相、T相の3次高調波が互いに同位相であるため、余分な損失をもたらします。結果として生じる中性導体は、R、S、T の各相の電流よりも大きくなる可能性があります。主電源電圧となるべき正弦波は歪んでおり、高調波電流規格が電子機器に適用される前の時代の台形波に似ています。つまり、正弦波の頂点と谷は平坦化されています。
IEC 61000-3-2は、電気機器が消費する高調波電流の上限値を設定することで、主電源電圧の品質を維持することを目的としています。これは、コストと、いわゆるアクティブ力率改善回路と呼ばれる追加の電子フロントエンド回路の性能との間の妥協点となります。蛍光灯安定器など、現在広く使用されている部品を使用することで、コストは比較的低く抑えられます。これらの回路にはインダクタが使用されていますが、これらは安価で軽量、小型のフェライトコア部品です。
50Hzの商用電圧についての背景説明が行われました。60Hzの場合、高調波電流は他の周波数（3:180Hz、5:300Hz）を持ち、半波は8.33ms続きます。一般的な整流器と平滑コンデンサの組み合わせでは、半波ごとに2.5msしか導通しません（商用電圧の波形ごとに2回、山と谷で1回ずつ）。ハム音の周波数は120Hzです。
範囲
国際規格 IEC 61000-3-2:2005+A1:2008+A2:2009 は、 220 V 以上の電圧と相あたり最大 16 A の電流を使用する機器に適用され、高調波電流の放出を制限します。
機器は 5 つのグループに分かれています。1 つのグループはテストが不要な除外機器、もう 1 つのグループは下の表に記載されている異なる要件を持つ 4 つのグループ A、B、C、D です。
| 調和順序 | 制限クラスA（A） | 限界クラスB（A） | 制限クラスC。50 Hz入力電流のパーセンテージで表される高調波電流制限（％） | クラスD 許容高調波電流（mA/ワット）（*1） | クラスD 許容高調波電流（A）（*1） |
|---|---|---|---|---|---|
| 2 | 1.08 | 1.62 | 2 | – | – |
| 3 | 2.30 | 3.45 | 30*λ（*2） | 3.40 | 2.30 |
| 4 | 0.43 | 0.64 | |||
| 5 | 1.14 | 1.71 | 10 | 1.90 | 1.14 |
| 6 | 0.30 | 0.45 | |||
| 7 | 0.77 | 1.15 | 7 | 1 | 0.77 |
| 8 | 0.23 | 0.34 | |||
| 9 | 0.40 | 0.60 | 5 | 0.50 | 0.40 |
| 10 | 0.18 | 0.27 | |||
| 11 | 0.33 | 0.49 | 3 | 0.35 | 0.33 |
| 12 | 0.15 | 0.22 | – | ||
| 13 | 0.21 | 0.31 | 3 | 0.29 | 0.21 |
| 14 | 0.13 | 0.19 | – | – | – |
| 15 | 0.15 | 0.22 | 3 | 0.25 | 0.15 |
| 16 | 0.11 | 0.16 | – | – | – |
| 17 | 0.13 | 0.19 | 3 | 0.22 | 0.13 |
| 18 | 0.10 | 0.15 | – | – | – |
| 19 | 0.11 | 0.16 | 3 | 0.20 | 0.11 |
| 20 | 0.09 | 0.13 | – | – | – |
| 21 | 0.10 | 0.15 | 3 | 0.18 | 0.10 |
| 22 | 0.08 | 0.12 | – | – | – |
| 23 | 0.09 | 0.13 | 3 | 0.16 | 0.09 |
| 24 | 0.07 | 0.10 | – | – | – |
| 25 | 0.09 | 0.13 | 3 | 0.15 | 0.09 |
| 26 | 0.07 | 0.10 | – | – | – |
| 27 | 0.08 | 0.12 | 3 | 0.14 | 0.08 |
| 28 | 0.06 | 0.09 | – | – | – |
| 29 | 0.07 | 0.10 | 3 | 0.13 | 0.07 |
| 30 | 0.06 | 0.09 | – | – | – |
| 31 | 0.07 | 0.10 | 3 | 0.12 | 0.07 |
| 32 | 0.05 | 0.07 | – | – | – |
| 33 | 0.06 | 0.09 | 3 | 0.11 | 0.06 |
| 34 | 0.05 | 0.07 | – | – | – |
| 35 | 0.06 | 0.09 | 3 | 0.11 | 0.06 |
| 36 | 0.05 | 0.07 | – | – | – |
| 37 | 0.06 | 0.09 | 3 | 0.10 | 0.06 |
| 38 | 0.04 | 0.06 | – | – | – |
| 39 | 0.05 | 0.07 | 3 | 0.09 | 0.05 |
| 40 | 0.04 | 0.06 | - | – | – |
クラスA、B、C、Dの高調波電流制限
(*1) これらの値のうち最も低い値が適用されます。(*2) λは試験対象回路の力率です。
歴史
- 第1版: IEC 61000-3-2:1995
- 第2版: IEC 61000-3-2:2000
- 第3版: IEC 61000-3-2:2005
- 第4版: IEC 61000-3-2:2014
- 第5版：IEC 61000-3-2:2018
参考文献
- ^ https://webstore.iec.ch/publication/28164 IEC ウェブストア IEC 61000-3-2 バージョンの有効性
