しかし、DC リアクトルにはシステムの設計要件に一致する必要がある複数の電気的、機械的、熱的パラメータが関係するため、エンジニアは適切なモデルの選択に苦労することがよくあります。

この記事は、エンジニア、OEM、調達チームがアプリケーションに適した DC リアクトルを選択するのに役立つ、明確で実用的な選択ガイドを提供します。

1. DCリアクトルとは何ですか?

DC リアクトル (DC リンク チョークとも呼ばれる) は、整流器 - インバータ システムの DC バスに取り付けられるインダクタです。その主な機能は次のとおりです。

• 突入電流の制限

• DCバスリップルの低減と電圧の安定化

• 整流器で発生する高調波の抑制

• 力率の改善

• スイッチングデバイスのストレスを軽減

• システムの信頼性と寿命の向上

DC リアクトルは、VFD、UPS システム、PV/ESS インバータ、SMPS、充電パイル、およびその他の高出力コンバータ アプリケーションで一般的に使用されます。

2. 適切な DC リアクトルの選択が重要な理由

適切な DC リアクトルを選択すると、次のことが保証されます。

• 安定したDCリンク動作

• THD（全高調波歪み）の低減

• コンデンサの電流リップルの低減

• EMC性能の向上

• 長期信頼性と熱安定性

• グリッドおよび業界標準への準拠

選択を誤ると、過剰な加熱、飽和、可聴ノイズ、効率の低下、さらにはコンバータの故障が発生する可能性があります。

3. DC リアクトルを選択する際に考慮すべき主な仕様

以下はパフォーマンスに最も影響を与えるパラメータであり、慎重に評価する必要があります。

3.1 インダクタンス値(L)

インダクタンスは、リップル抑制と高調波フィルタリング能力を決定します。

インダクタンスが高い = 平滑化が優れていますが、サイズも大きくなり、コストも高くなります。

標準値の範囲は、システムの電圧と電流に応じて 1mH ～ 20mH です。

選び方:

• VFD 整流器の場合: DC リンクに約 3 ～ 5% のインピーダンスが追加されるように L を選択します。

• 高リップル DC システム (太陽光インバーター、ESS) の場合: より高いインダクタンスが推奨されます

• コンパクトな設計の場合: 性能とサイズのバランスをとるために最適化されたインダクタンスを選択してください

3.2 定格電流（Ir）

リアクトルは、過熱することなく連続動作電流に対応する必要があります。

評価する：

• 直流平均電流

• リプル電流

• 最大負荷電流

信頼性を高めるために、電流ヘッドルームが 20 ～ 30% あるモデルを選択してください。

3.3 飽和電流 (Isat)

コアが飽和すると、インダクタンスが急激に低下し、フィルタリング能力が低下し、パワーデバイスにストレスがかかります。

次の条件では、DC リアクトルの飽和電流 > システム ピーク電流を確認します。

• 突入

• 一時的なスパイク

• 過負荷

• 回生モード

フェライトおよびナノ結晶コアは、より高い飽和抵抗を提供します。

3.4 直流抵抗(DCR)

DCR は銅損と発熱を引き起こします。

DCR が低いということは、次のことを意味します。

• 電力損失が少ない

• 温度上昇の低減

• より高い効率

ただし、DCR が非常に低いと、コストとサイズが増加する可能性があります。

3.5 絶縁および安全クラス

大電流 DC システムには強力な電気絶縁保護が必要です。

以下を確認してください:

• UL94-V0難燃性材料

• 高い絶縁耐力

• 強化断熱構造

• 安全な沿面距離/空間距離

これは、世界的な安全性と EMC 要件を満たすのに役立ちます。

3.6 熱性能

評価する：

• 最大温度上昇

• 冷却方式（自然冷却、強制空冷）

• 使用周囲温度

• コアと銅の熱特性

優れた DC リアクトルは、高出力の連続運転でも安定性を維持する必要があります。

3.7 コア材料の選択

一般的なコア材料:

• フェライト — 高周波、低損失

• 鉄心 — 高飽和、コスト効率が高い

• アモルファス / ナノ結晶 - 高効率、コンパクトなサイズ、優れた EMI 抑制

以下に基づいて選択してください:

• 頻度

• 現在

• コスト目標

• 効率要件

3.8 機械構造と取り付け

主な考慮事項:

• 耐振動性 (特に産業用ドライブ)

• 密閉型またはオープンフレーム型の設計

• 縦置きまたは横置き

• 騒音レベル（低音域でのブザー音）

• 端子の向き (ネジ、ラグ、ワイヤ、またはバスバーのタイプ)

3.9 コンプライアンスと認証

世界市場に参入するには、次のものが利用可能であることを確認してください。

• UL / CE / RoHS

• EV / 再生可能エネルギー / 産業用システムのカスタム要件

• 追跡可能な製造データ (OEM にとって重要)

4. DC リアクトルをアプリケーションに適合させる

VFD(可変周波数駆動)用

• 3 ～ 5% のインピーダンスを目指します

• リップル低減と高調波抑制に重点を置く

太陽光発電インバータおよびエネルギー貯蔵用

• DCバス安定化のための高インダクタンス

• 低損失、高温材料

EV用急速充電器用

• 高い飽和電流

• 優れた熱性能とEMC性能

UPSおよび高出力整流器システム用

• 低いDCR

• 連続全負荷時の高い信頼性

5. カスタム DC リアクトルが必要な場合

次のような場合には、カスタム デザインが推奨されます。

• 標準のインダクタンス/電流値がシステムのニーズに適合しない

• スペースの制約があるため、独自の形状が必要

• 熱状態が通常の定格を超えている

• 特別なEMC性能が必要

• DC リンクが異常な電圧または周波数レベルで動作する

FERRTX のようなメーカーは、以下をカスタムで提供できます。

• インダクタンス範囲

• 機械構造

• 芯材

• 端子設計

• 高温または大電流バージョン

6. 結論

最新のパワー エレクトロニクス システムで安定性、効率性、信頼性の高いパフォーマンスを確保するには、適切な DC リアクトルを選択することが不可欠です。インダクタンス、定格電流、飽和動作、DCR、熱性能、絶縁クラスなどの重要なパラメータを評価することで、エンジニアは設計が機能要件と長期信頼性要件の両方を満たしていることを確認できます。

磁気コンポーネントの専門知識と世界的な OEM をサポートしてきた長年の経験により、FERTX は産業用ドライブ、太陽光インバータ、EV 充電器、UPS システム、その他の高出力アプリケーション向けにカスタマイズされた幅広い DC リアクトルとカスタム ソリューションを提供します。