富士電機
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富士電機テクニカ株式会社

FAQ

Q5.APRを選定する場合、負荷の種類によってどのような注意が必要ですか?

APRは抵抗負荷(ヒータ負荷)のほか各種の負荷に使用できますが、次のような注意が必要です。
特にヒータ負荷の場合はヒータの種類と使用温度によって抵抗値が大きく変わるもの、経年変化によって抵抗値が変わるものがありますので注意する必要があります。

1) APR選定上の注意事項

負荷の種類 機種選定上の注意事項
抵抗負荷
(ヒータ)
ニクロム・
鉄クロム系
この系統のものは、抵抗値変化があまり大きくないので、すべての機種が使用できます。
―次Qの「ヒータの温度特性」をご参照ください。―
純金属系 純金属系は、常温においてかなり低い抵抗値となります。(定格の1/10~1/15)、必ず電流制限(CLR)機能が必要となります。
―次Qの「ヒータの温度特性」をご参照ください。―
炭化けい素系 炭化けい素は経年変化が大きく、初期抵抗値の3~4倍に達すると寿命となります。 一般にはタップ付きの変圧器を使用して、経年変化に対応した電圧に変えていく方法がとられます。
変圧器を使用しない場合は、電流制限もしくは勾配設定器により負荷の経年変化に伴い、APRの出力値を変更していく方法がとられます。
推奨する制御方法は、定電力制御(AWR)です。この制御方式にすれば、負荷の経年変化に追従した制御となり、常に一定の電力を負荷に加えて高い制御精度が維持されます。
―次Qの「ヒータの温度特性」をご参照ください。―
カーボン カーボンは真空炉に使用されます。真空炉の中では負荷短絡する場合があります。負荷短絡の保護は速断ヒューズですが、電流制限機能があると過電流ゲートオフ機能も働きますので、速断ヒューズが飛ばずにゲートオフ機能が動作して保護できる場合もあります。
このようなことから電流制限付(CLR)を推奨します。
変圧器一次制御 変圧器一次制御は起動時のシーケンスが重要です。 起動-停止信号とソフトスタート機能によりゆっくり出力電圧を立ち上げることが必要です。
また、負荷に何が接続されるかを調査し、機種の適否と制御方式が決まります。
変圧器の二次側がオープンとなる場合は、一次側にダミー抵抗を付加し安定した制御を行う必要があります。これは変圧器の無負荷電流が小さいとサイリスタが点弧(ON)できず、片側のみの制御になり、変圧器の一次側に大きな直流電流が流れ速断ヒューズが切れたり、サイリスタが破壊する場合があるからです。この変圧器の一次電流が異常に大きくなることを偏磁と言います。
誘導性負荷 電源電圧に対して、負荷電流が遅れて流れますので適用する機種に注意が必要です。
変圧器一次制御が可能な機種は、この誘導性負荷に対応できます。
また、APRの容量計算においては、負荷容量はkWではなく、kVAを調査してください。
整流器一次制御 整流器一次制御では負荷に何が接続されるかが重要です。
一般に整流器一次制御は変圧器を前段に入れ、直流電源の定電圧(AVR)もしくは定電流制御(CLR)が行われます。
容量性負荷
(コンデンサ負荷)
位相制御方式のAPRでは適用できませんが、当社のPWM-APRであれば使用できます。例えば、簡易コンデンサバンクに使用できます。

2) 各種負荷に対する適用機種

上記をふまえて各種負荷に対する適用機種とAPR-Nシリーズを使用した場合の推奨制御方式は次の通りとなります。

負荷の種類 適用機種 推奨制御方式(APR-Nシリーズ)
抵抗負荷
(ヒータ)
ニクロム・鉄クロム系 すべての機種
純金属系 Nシリーズ、PWM 電流制限(A)を付加
炭化けい素系 ミニ、αAを除くすべての機種 定電力制御(G:単相のみ)、(D)
カーボン Dシリーズ、Nシリーズ、PWM 電流制限(A)を付加
変圧器一次制御 Dシリーズ、Nシリーズ、PWM
誘導性負荷 Dシリーズ、Nシリーズ、PWM 電流制限(A)を付加
整流器一次制御 Dシリーズ、Nシリーズ、PWM 電流制限(A)を付加
容量性負荷(コンデンサ負荷) PWM
〔参考〕発熱体(ヒータ)の分類と抵抗の温度特性
  種類と最高使用温度
( )内は商品名
抵抗の温度特性(例)
合金系およびカーボン系 ニクロム1100℃(大気中)
鉄クロム1200℃
黒鉛
(カンタル)1300℃(大気中)
(カンタルA-1)1375℃(大気中)
(パイロマックス)1300℃
グラフ
純金属系 モリブデン1800℃(大気中)
タングステン2400℃(大気中)
白金1400℃
(カンタルスーパー)1100℃(大気中)
グラフ
炭化けい素系 炭化けい素
無定型炭素
(テコランダム)1600℃(大気中)
(シリコニット)1600℃(大気中)
(エレマ)1600℃(大気中)
グラフ

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