進相コンデンサとインバーター
三相電源下でインバーターを使用する場合、注意すべきポイントがある。
電源側に入っている進相コンデンサである。
三相電源は、力率が幾ら以上では従量幾らと言う計算になっており、力率が低くなると電気料金が加算される。そのため、力率を上げる対策として、通常は電源側に進相コンデンサを取付けている。
この進相コンデンサが付いている環境でインバーターを使用した場合、大きな問題が生じる。
インバータの電源側に流れる電流波形には、高調波がかなり含まれている。
進相コンデンサは正弦波の電流波形（高調波含有率0%)を想定しているので、高調波が含まれていると、コンデンサのインピーダンス（電流の流れにくさを示す。直流での抵抗に相当する値）が下がり、高調波に連動して多量に電流が流れ、コンデンサを焼損させる可能性がある。これは火災にもつながり、危険である。
そのため、一般的にはインバータを使用する場合、電源側には進相コンデンサを入れないことが原則になっている。
どうしても進相コンデンサを入れたい場合は、高調波を軽減させる「ACリアクトル」と「DCリアクトル」の両方を入れなければならない。
「ACリアクトル」も「DCリアクトル」も入れない場合、インバータの電源側に流れる電流波形の高調波含有率は88％と言われている。
これに対し、「ACリアクトル」を入れると38％、「DCリアクトル」を入れると33％、両方入れると、20％位に下がるといわれている。
「ACリアクトル」と「DCリアクトル」は、メーカーがオプションとして用意しており、安いものでもない。
そのため私は、使用頻度の低い機械の電源に入っている進相コンデンサを取り、インバーター用電源とすることにした。
ただし、この場合の注意点として、インバーターを使用する場合、進相コンデンサが入っている他の木工機械のメインスイッチは、全て切らなくてはならない。
簡単に考えてはいたが、インバーター化はなかなか手ごわいのだ。
所で、電気がわからない私には専門用語が理解できない。
先ず、「力率」。
力率とは何か。
力率というのは、電気の使用効率のようなものでであり、交流では力率の値が大きな意味を持っている。
重い荷物を2人で持ち上げる場合、声を掛けてタイミングを合わせる。タイミングがズレると力は弱まる。
電気の場合、交流の電圧が最大値になる瞬間と、電流が最大値になる瞬間が完全に同時だと一番効率がいい。このとき力率は100％となる。
力率は電圧と電流の位相角（ズレ）の余弦、COSθ（θ：位相角）で求める。
何故、電圧と電流がズレるかは判らないが、何しろズレる（遅れる）。そして、コンデンサを流れる電流のベクトルは、電圧ベクトルより90°進む（らしい）。そのため、コンデンサを入れて進相させ、力率を上げるのだそうである。
九州電力の電気供給約款によると、力率85%以下では電気代は5％上がり、85%以上では5％ダウンするとなっている。
「ACリアクトル（ACL）」「DCリアクトル（DCL）」の補足説明。
ACLは入力力率約90%、DCLは入力力率約95%のため、DCLの方が入力力率の改善効果がある。
高調波電流対策においてもDCLの方が低減効果がある。
DCLはインバータの直流部分に装着するため、DCL接続用の端子がインバータに無いと接続できない。旧型のインバータにはこの端子が無い場合がある。
（三菱電機FA機器のFAQサイトより抜粋）
「T’s 韓国日記」のMさんの説明を私なりに解釈しました。Mさん、もし読まれて間違いがありましたら、お手数ですがメールで御指摘下されば幸いです。
「補足」
厳密には、進相コンデンサを取り、下がった力率を改善するためにACリアクトル、DCリアクトルを取り付けるべきである。
ただし、アマチュアの方等、使用頻度の低い場合などは、進相コンデンサを取らずにACリアクトル、DCリアクトルを入れれば問題ないだろうということです。
ちなみに私は、進相コンデンサを取り、力率の低さを承知でACリアクトル、DCリアクトルは入れずに使用する予定です。
