日本

真の実効値とは?

2019-07-17 | 電気設備

真の実効値(RMS = 二乗平均平方根)方式 の機器とは、交流電流または交流電圧を測定できる以下の3つの機具のいずれかを指します。

  1. 真の実効値方式デジタルマルチメーター(またはクランプメーター)
  2. 平均値応答型 デジタルマルチメーター(または クランプメーター)
  3. オシロスコープ

最初の2つのツールのみが一般的に使用されており、いずれも標準(純交流)正弦波形を正確に測定できます。

さらに、真の実効値方式のメーターは、正弦波と非正弦波の両方の交流波形を正確に測定できる唯一のメーターであるため、より幅広く利用されています。

  • 正弦波: 純粋で、歪みがなく、ピークと谷の間で対称形に遷移します。
  • 非正弦波: 歪んで不規則なパターンの波(スパイク、パルス列、正方形、三角形、鋸刃、その他の不揃いな波または角波)です。
 

実効値(RMS)の計算方法

前述のとおり、 RMSとは二乗平均平方根 です。RMSの計算式は把握しにくいかもしれませんが、基本的には、交流波形の等価直流(DC)値を計算します。より専門的にいうと、交流波形の「実効値」、すなわち直流発熱量を求めます。

平均値応答型メーターは、平均値を算出する数式を用いて、純正弦波を正確に測定します。非正弦波を測定できますが、正確性は保証されません。

より高度な真の実効値方式のメーター は、純粋な波とより複雑な非正弦波の両方を正確に測定できます。波形は、可変速ドライブやコンピューターなどの非線形負荷により歪められることがあります。歪みのある波形を測定しようとする平均値応答型メーターでは、計算結果が最大40%低くなったり最大10%高くなったりする場合があります。

What is RMS voltage?

真の実効値の測定場所

近年、回路における非正弦波の実現性が大幅に向上しているため、真の実効値方式のメーターの需要が高まっています。以下に例を示します。

  • 可変速モータードライブ
  • 電子安定器
  • コンピューター
  • 冷暖房空調設備(HVAC)
  • ソリッドステート環境

これらの環境では、電流は、標準的な誘導モーターによって描かれる滑らかな正弦波ではなく、短パルスで発生します。この電流波形は、電流クランプの読み取り値に著しい影響を及ぼすことがあります。さらに、交流特性が不明な電気系統で測定を行う場合は、真の実効値方式のメーターがより適しています。

参照: Digital Multimeter Principles by Glen A. Mazur, American Technical Publishers.

関連記事