設備を守り、機会損失や修理費用の増大を防ぐ上で大切なのが電源異常の予防です。電源品質を常に高水準で維持するのに役立つ電力アナライザーは、DXの側面からも注目されています。

この記事では、電源トラブルによるリスクと、それを防ぐために活用できる電力アナライザーの活用法や効果について詳しく解説します。

電源トラブルの重大性と可視化の必要性

電源品質（PQ）の劣化は、設備ラインの誤動作や機器停止や制御システム全体のダウンを引き起こし、高額な修理費用や想定外の生産ロスにつながります。

例えば、電圧ディップが発生した瞬間にモーターが停止すると、再起動の際に過電流が流れてベアリングやインバーターを痛めるリスクがあります。また、制御用PLCがノイズにより誤動作すると、製造プロセスの品質安定性が失われるだけでなく、安全システムが作動しない危険性もはらんでいます。

電力アナライザーの導入効果

電力アナライザーの導入は、企業に多様なメリットをもたらします。特に、コスト削減や設備寿命の延長は、魅力的なポイントといえるでしょう。

保守コスト削減

電力アナライザーを導入することで、定期点検では発見が困難な微小な異常サインを早期に検知できます。これにより、計画外の設備停止を防ぎ、故障対応の迅速化や修理頻度・復旧時間の大幅な短縮が可能となります。

結果として、保守コスト全体の削減につながります。

省エネ効果

リアルタイムの力率可視化や高調波抑制は、電力損失を低減し無駄な消費を削減します。

最適な負荷バランス制御を実現することで契約電力を抑え、電気料金の削減と設備稼働効率向上によるエネルギーコスト圧縮を図れる施策です。

バッテリー寿命延命と安定稼働化

UPS連携で突入電流やサージ電流を継続的に監視し、バッテリーへの過負荷を抑制できるのも特徴です。

アナライザーの採用によって負荷変動に応じた保護設定が可能となり、バッテリー交換サイクルを延長します。また、停電時のバックアップ時間を安定化させ、運用信頼性も高められるでしょう。

電力アナライザー（パワーアナライザー）の基本機能

これらのトラブルを未然に防ぎ、再発防止策を講じるには、電源の状態をリアルタイムで可視化し、異常の兆候を早期にキャッチすることが不可欠です。ここで活躍するのが、電力アナライザーです。

波形取得とFFT解析

電力アナライザーは数十キロサンプル毎秒といった高いサンプリング周波数で瞬時の電圧・電流波形を記録できる装置です。

取得した波形データをFFT解析にかけることで、肉眼では識別困難な高調波成分や位相ずれを数値として抽出し、特定周波数帯に現れるノイズ源や機器の非線形負荷を精密に特定します。

リップル・サージ・短絡電流・突入電流測定

DC/AC電源に含まれるリップル電圧は、スイッチング電源の動作不良やコンデンサの劣化につながりやすいものです。突入電流や短絡電流のピーク値を捉えることで、起動時や異常状態で機器におよぼす負荷レベルを正確に把握できます。

これにより、スイッチング機器の寿命予測や保護回路の適正な設定が可能になります。

可視化に向けた基本の計測プロセス

電力アナライザーを用いた可視化は、以下のようなプロセスで行われます。どのような処理を実行するのか、あらかじめ確認しておきましょう。

測定ポイントの選定

まず必要なのは、測定ポイントの選定です。配電盤の入出力やモーター端子、インバーター出力側など、電源異常が顕在化しやすい箇所を優先的に選定します。

機器構成図や現場環境を確認しながら、アースループの影響を避ける配線取り回しにも留意することで、ノイズ混入を抑えた精度の高い測定が可能です。

データ取得設定

サンプリング周期は電圧ディップや高調波を捉えられる設定にし、トリガーレベルは規定値未満の電圧低下や特定周波数のひずみ率を基準とします。

測定時間は設備稼働時間をカバーしつつ、長時間測定で蓄積データが安定するまで継続することが重要です。

取得データの保存・解析

取得した波形データはPCソフトに取り込み、CSV出力やPQDIFなどの形式で保存します。専用解析機能を使って時系列グラフやFFTスペクトルを作成し、異常発生箇所の周波数帯やタイミングを特定するフェーズです。

レポートには測定条件や解析結果を明示し、問題点と改善策を明確に示します。

DX未導入企業もまずは貸出機でトライアル

電源異常の可視化に際しては、電力アナライザーの存在が不可欠です。いきなりの本格導入にリスクを感じる場合は、レンタル等による短期トライアルで電源異常の可視化手順や効果を確認すると良いでしょう。

トライアル得られた実測データを経営層へ報告することで、本格導入への合意形成が円滑になるはずです。