「アクティブ・バランサ」は、単相3線式システムの自立運転において、不平衡な負荷によって生じる中性点電位のズレを、パワーエレクトロニクス技術で能動的(アクティブ)に補正する仕組みのことです。

従来の重たいトランス(変圧器)に代わり、小型・軽量かつ高効率な電力変換回路を用いてバランスを保ちます。


1. 基本的な仕組み

アクティブ・バランサは、基本的には**「ハーフブリッジ回路(2つのスイッチング素子)」「リアクトル(インダクタ)」**で構成されます。

  1. センシング: L1-N間とL2-N間の電圧を常に監視します。

  2. 不平衡の検知: 片方の電圧が高く、もう片方が低くなった場合、その差分を不平衡として認識します。

  3. エネルギーの移動: 電圧が高い方の相からエネルギーを吸い込み、電圧が低い方の相へ注入するように、高速でスイッチングを行います。


2. アクティブ・バランサのメリット

トランス方式と比較して、現代の蓄電池やV2Hシステムで採用される理由は以下の通りです。

  • 小型・軽量: 銅線と鉄心の塊であるトランスが不要になるため、筐体を大幅にコンパクト化できます。

  • 高効率: 必要な時だけ動作させるため、待機電力や変換損失を低減できます。

  • 高速な応答性: デジタル制御(DSP等)により、ミリ秒単位で負荷変動に追従できるため、精密な電圧維持が可能です。


3. 具体的な制御手法

アクティブ・バランサがどのように中性点電位を「0V」に保つか、その制御プロセスは以下のステップで行われます。

 

4. 応用例:V2Hや全負荷型蓄電池

最近の「全負荷型」蓄電システムでは、停電時に家全体のエアコンやIHクッキングヒーター(200V機器)と、照明やコンセント(100V機器)を同時に動かす必要があります。

この際、特定の部屋のコンセントだけに負荷が集中しても、アクティブ・バランサが瞬時に電圧を等分することで、**「停電していることを忘れるほどの安定した電力供給」**を実現しています。


このアクティブ・バランサの回路トポロジー(ハーフブリッジ型やチョッパ型など)の詳細や、実際の制御シミュレーションに関連する数式などに興味はありますか?

 

 

 

出典:Google Gemini

 

 

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