JP2009038885A5 - - Google Patents

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信号抽出装置及びそれを含む無効電力補償装置Signal extracting device and reactive power compensator including the same

本願発明は、複数の周波数成分を有する交流信号から所望の周波数成分を抽出するための信号抽出装置に関する。   The present invention relates to a signal extraction apparatus for extracting a desired frequency component from an AC signal having a plurality of frequency components.

従来、例えば配電系統に設けられ、配電系統に供給される系統電力を安定化させるための電力変換装置が提案されている。電力変換装置としては、例えば充電電池によって貯蔵した直流電力をインバータによって交流電力に変換して系統に供給する電力貯蔵システム(例えば特許文献1参照)や、配線系統に生じる無効電流の変動を抑制するための無効電力補償装置(「無効電力発生装置」ともいう)等が挙げられる。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed a power conversion device that is provided in, for example, a power distribution system and stabilizes system power supplied to the power distribution system. As a power converter, for example, a DC power stored by a rechargeable battery is converted into AC power by an inverter and supplied to a system (for example, refer to Patent Document 1), or a fluctuation in reactive current generated in a wiring system is suppressed. Reactive power compensation device (also referred to as “reactive power generation device”) for the purpose.

特開2004−153957号公報JP 2004-153957 A

図12は、無効電力補償装置の一例の構成を示した図である。   FIG. 12 is a diagram illustrating an exemplary configuration of the reactive power compensator.

この無効電力補償装置では、例えばインバータ61が誘導性インピーダンス62を介して系統電源63を有する系統に接続されている。インバータ61は、電圧制御回路64によって出力電圧が制御される。   In this reactive power compensator, for example, an inverter 61 is connected to a system having a system power supply 63 via an inductive impedance 62. The output voltage of the inverter 61 is controlled by the voltage control circuit 64.

電圧制御回路64は、三相/dq軸変換器65,66、d軸フィルタ67及びq軸フィルタ68、d軸電流制御回路69及びq軸電流制御回路70、減算器71,72、加算器73,74、dq軸/三相変換器75及びパルス幅変調回路76によって大略構成されている。 The voltage control circuit 64 includes three-phase / dq axis converters 65 and 66, a d axis filter 67 and a q axis filter 68, a d axis current control circuit 69 and a q axis current control circuit 70, subtracters 71 and 72, and an adder 73. is thus generally configured to 74, dq-axis / three-phase converter 75 and the pulse width modulation circuit 7 6.

この電圧制御回路64では、電流検出器77によってインバータ61の出力電流Ia,Ib,Icを検出し、三相/dq軸変換器66でdq軸変換したd軸電流Id、q軸電流Idと予め定める基準電流Id′,Iq′との差からd軸電流制御回路69及びq軸電流制御回路70でその差を0にするような制御信号Ucd,Ucqが生成される。この制御信号Ucd,Ucqは、系統の検出電圧Vsa,Vsb,Vscを三相/dq軸変換器65でdq軸変換し、d軸フィルタ67及びq軸フィルタ68で高調波成分を除去したd軸電圧Vsd2,q軸電圧Vsq2で補正され、電圧制御信号Vcd,Vcqが生成される。そして、この電圧制御信号Vcd,Vcqに基づいてインバータ61の出力電圧Vca,Vcb,Vccが制御される。これにより、系統に供給される系統電力の力率改善を図っている。 In this voltage control circuit 64, the current detector 77 detects the output currents Ia, Ib, and Ic of the inverter 61, and the d-axis current Id and q-axis current Id that have been dq-axis converted by the three-phase / dq-axis converter 66 and Control signals Ucd and Ucq are generated by the d-axis current control circuit 69 and the q-axis current control circuit 70 from the difference from the determined reference currents Id ′ and Iq ′. The control signals Ucd and Ucq are obtained by converting the detection voltages Vsa, Vsb, and Vsc of the system into the dq axis by the three-phase / dq axis converter 65 and removing the harmonic component by the d axis filter 67 and the q axis filter 68. The voltage control signals Vcd and Vcq are generated by correcting the voltage Vsd2 and the q-axis voltage Vsq2. The output voltages Vca, Vcb, Vcc of the inverter 61 are controlled based on the voltage control signals Vcd, Vcq. As a result, the power factor of the grid power supplied to the grid is improved.

上記構成の電圧制御回路64では、フィードバック制御によりインバータ61の出力電流Ia,Ib,Icを目標値に制御する際、系統の検出電圧Vsa,Vsb,Vscからd軸電圧Vsd2,q軸電圧Vsq2を求め、このd軸電圧Vsd2,q軸電圧Vsq2で制御信号Ucd,Ucqを補正し、電圧制御信号Vcd,Vcqを生成するようにしているので、電圧制御信号Vcd,Vcqの更新期間はd軸電圧Vsd2,q軸電圧Vsq2の更新期間の影響を受けることになる。すなわち、系統の検出電圧Vsa,Vsb,Vscからd軸電圧Vsd2,q軸電圧Vsq2を求めるまでの時間が長くなると、電圧制御信号Vcd,Vcqを更新する期間が長くなる。   In the voltage control circuit 64 configured as described above, when the output currents Ia, Ib, and Ic of the inverter 61 are controlled to the target values by feedback control, the d-axis voltage Vsd2 and the q-axis voltage Vsq2 are obtained from the system detection voltages Vsa, Vsb, and Vsc. Since the control signals Ucd and Ucq are corrected by the d-axis voltage Vsd2 and the q-axis voltage Vsq2 to generate the voltage control signals Vcd and Vcq, the update period of the voltage control signals Vcd and Vcq is the d-axis voltage. It will be influenced by the update period of Vsd2 and q-axis voltage Vsq2. That is, if the time until the d-axis voltage Vsd2 and the q-axis voltage Vsq2 are obtained from the system detection voltages Vsa, Vsb, and Vsc becomes longer, the period for updating the voltage control signals Vcd and Vcq becomes longer.

d軸電圧Vsd2,q軸電圧Vsq2を求めるために設けられているd軸フィルタ67及びq軸フィルタ68は、dq軸/三相変換器65の出力から高調波成分及び不平衡成分を除去し、基本周波数(系統の周波数。日本では50Hzまたは60Hz)の正相分(以下、「基本波正相分」という。)のみを直流として抽出するためのものであるが、d軸フィルタ67及びq軸フィルタ68は、例えば、移動平均フィルタ、FIR(Infinite Impulse Response)フィルタ又はIIR(Infinite Impulse Response)フィルタ等のディジタルローパスフィルタによって構成されている。 The d-axis filter 67 and the q-axis filter 68 provided for obtaining the d-axis voltage Vsd2 and the q-axis voltage Vsq2 remove harmonic components and unbalance components from the output of the dq-axis / three-phase converter 65 , basic frequency positive phase of (the frequency of the system. 50 Hz or 60Hz in Japan) (hereinafter, referred to as "fundamental wave positive phase component".) but is for extracting only the direct current, d-axis filter 67 and The q-axis filter 68 is configured by a digital low-pass filter such as a moving average filter, an FIR (Infinite Impulse Response) filter, or an IIR (Infinite Impulse Response) filter, for example.

移動平均フィルタでは、除去したい周波数のデータを少なくとも1周期分サンプリングし、それらのサンプリングデータの移動平均を算出することによって当該周波数を除去する構成である。   The moving average filter is configured to sample data of a frequency to be removed for at least one period, and to remove the frequency by calculating a moving average of the sampling data.

このローパスフィルタを用いると、無効電力補償装置として基本波正相分の検出が遅れ、電圧制御信号Vcd,Vcqの生成を更新する期間が長くなるという問題点がある。すなわち、この無効電力補償装置では、d軸フィルタ67及びq軸フィルタ68にこのローパスフィルタが用いられているため、応答速度が遅くなる。 With this low-pass filter, a delay detection basic NamiTadashi phase as reactive power compensator, voltage control signal Vcd, there is a problem that a period for updating the generation of Vcq longer. That is, in this reactive power compensator, since this low-pass filter is used for the d-axis filter 67 and the q-axis filter 68, the response speed becomes slow.

フィードバック制御によりインバータ61の出力電流Ia,Ib,Icを安定して目標値に制御するには、電圧制御信号Vcd,Vcqを可及的に高速で生成することが望ましいが、上記従来の無効電力補償装置では、移動平均フィルタからなるd軸フィルタ67及びq軸フィルタ68を用いているので、d軸電圧Vsd2,q軸電圧Vsq2の出力に一定時間以上の遅れが必ず生じ、電圧制御信号Vcd,Vcqの生成の高速化に限界がある。   In order to stably control the output currents Ia, Ib, and Ic of the inverter 61 to the target values by feedback control, it is desirable to generate the voltage control signals Vcd and Vcq as fast as possible. Since the compensator uses the d-axis filter 67 and the q-axis filter 68 formed of a moving average filter, the output of the d-axis voltage Vsd2 and the q-axis voltage Vsq2 always has a delay of a certain time or more, and the voltage control signal Vcd, There is a limit to speeding up the generation of Vcq.

本願発明は、低次数の周波数成分に対してもその検出が遅れることを抑制することができる信号抽出装置を提供することを、その課題とする。また、その信号抽出装置を含む無効電力補償装置を提供することを、その課題とする。   This invention makes it the subject to provide the signal extraction apparatus which can suppress that the detection delays also with respect to a low-order frequency component. It is another object of the present invention to provide a reactive power compensator including the signal extraction device.

上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。   In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.

本願発明の第1の側面によって提供される信号抽出装置は、基本周波数に所定次数の高調波が重畳された三相交流信号から当該基本周波数を抽出するための信号抽出装置であって、前記三相交流信号を前記基本周波数と同一の周波数を有する角周波数で回転する第1の直交座標系の二相信号に変換する第1の三相/二相変換演算処理により、前記三相交流信号を前記第1の直交座標系の二相信号に変換する第1の三相/二相変換手段と、所定の演算処理により、前記三相交流信号から、前記第1の三相/二相変換手段によって前記第1の直交座標系の二相信号に変換された前記所定次数の高調波と同一の二相信号を生成する高調波生成手段と、前記第1の三相/二相変換手段から出力される二相信号と前記高調波生成手段から出力される二相信号との差分を演算することにより、前記第1の三相/二相変換手段の出力に含まれる前記所定次数の高調波を相殺する高調波相殺手段と、を備えることを特徴としている(請求項1)。 A signal extraction device provided by a first aspect of the present invention is a signal extraction device for extracting a fundamental frequency from a three-phase alternating current signal in which a harmonic of a predetermined order is superimposed on the fundamental frequency. The three-phase alternating current signal is converted into a two-phase signal in a first orthogonal coordinate system that rotates at a angular frequency having the same frequency as the fundamental frequency. A first three-phase / two-phase conversion means for converting to a two-phase signal of the first orthogonal coordinate system; and a first arithmetic operation means for converting the three-phase AC signal into the first three-phase / two-phase conversion means. Output from the first three-phase / two-phase conversion means, harmonic generation means for generating a two-phase signal identical to the harmonics of the predetermined order converted into a two-phase signal in the first orthogonal coordinate system by Two-phase signal and two-phase signal output from the harmonic generation means And a harmonic cancellation means for canceling out the harmonics of the predetermined order included in the output of the first three-phase / two-phase conversion means by calculating a difference from the signal (claim) Item 1).

この発明によれば、第1の三相/二相変換手段によって三相交流信号が基本周波数と同一の周波数を有する角周波数で回転する第1の直交座標系の二相信号に変換される。三相交流信号には基本周波数以外に所定次数の高調波が含まれているので、第1の三相/二相変換手段の出力には、所定次数の高調波を第1の直交座標系の二相信号に変換したものも含まれる。高調波生成手段によって三相交流信号から、第1の三相/二相変換手段によって第1の直交座標系の二相信号に変換された所定次数の高調波と同一の二相信号が生成される。そして、高調波相殺手段によって、第1の三相/二相変換手段から出力される二相信号と高調波生成手段から出力される二相信号との差分が演算され、第1の三相/二相変換手段の出力に含まれる所定次数の高調波の二相信号が相殺される。 According to the present invention, the first three-phase / two-phase conversion means converts the three-phase AC signal into a two-phase signal in the first orthogonal coordinate system that rotates at an angular frequency having the same frequency as the fundamental frequency. Since the three-phase AC signal includes harmonics of a predetermined order in addition to the fundamental frequency, the harmonics of the predetermined order are output from the first orthogonal coordinate system to the output of the first three-phase / two-phase conversion means. The one converted into a two-phase signal is also included. A two-phase signal identical to a predetermined-order harmonic is generated from the three-phase AC signal by the harmonic generation means and converted into the two-phase signal of the first orthogonal coordinate system by the first three-phase / two-phase conversion means. The Then, the harmonic cancellation means calculates the difference between the two-phase signal output from the first three-phase / two-phase conversion means and the two-phase signal output from the harmonic generation means, and the first three-phase / The two-phase signal of a predetermined order harmonic contained in the output of the two-phase conversion means is canceled.

第1の三相/二相変換手段による三相交流信号を第1の直交座標系の二相信号に変換する演算処理と高調波生成手段による三相交流信号から第1の直交座標系の二相信号を生成する演算処理は同時に行われ、第1の三相/二相変換手段の出力に含まれる所定次数の高調波の二相信号の相殺処理はリアルタイムで行われるため、基本周波数に所定次数の高調波が重畳された三相交流信号から基本周波数のみを抽出する際の抽出遅れを抑制することができ、信号抽出の応答性を向上させることができる。   Arithmetic processing for converting the three-phase AC signal by the first three-phase / two-phase conversion means into the two-phase signal of the first orthogonal coordinate system, and the two of the first orthogonal coordinate system from the three-phase AC signal by the harmonic generation means The calculation processing for generating the phase signal is performed at the same time, and the cancellation processing of the two-phase signal of the harmonic of the predetermined order included in the output of the first three-phase / two-phase conversion means is performed in real time. The extraction delay when extracting only the fundamental frequency from the three-phase AC signal on which the harmonics of the order are superimposed can be suppressed, and the response of the signal extraction can be improved.

好ましい実施の形態によれば、前記高調波生成手段は、前記三相交流信号を前記所定次数の高調波と同一の周波数を有する角周波数で回転する第2の直交座標系の二相信号に変換する第2の三相/二相変換演算処理により、前記三相交流信号を前記第2の直交座標系の二相信号に変換する第2の三相/二相変換手段と、前記第2の三相/二相変換手段により変換された前記第2の直交座標系の二相信号に含まれる交流信号を除去するフィルタ手段と、前記第1の直交座標系に対する前記第2の直交座標系の相対的な角周波数で前記第2の直交座標系を回転させる演算処理により、前記フィルタ手段から出力される前記第2の直交座標系の二相信号を前記第1の直交座標系の二相信号に変換する座標変換手段と、によって構成されているとよい(請求項2)。 According to a preferred embodiment, the harmonic generation means converts the three-phase AC signal into a two-phase signal of a second orthogonal coordinate system that rotates at an angular frequency having the same frequency as the harmonic of the predetermined order. A second three-phase / two-phase conversion means for converting the three-phase AC signal into a two-phase signal in the second orthogonal coordinate system by a second three-phase / two-phase conversion calculation process; Filter means for removing an AC signal included in the two-phase signal of the second orthogonal coordinate system converted by the three-phase / two-phase conversion means; and the second orthogonal coordinate system with respect to the first orthogonal coordinate system A two-phase signal of the second orthogonal coordinate system output from the filter means is converted into a two-phase signal of the first orthogonal coordinate system by an arithmetic process of rotating the second orthogonal coordinate system at a relative angular frequency. And coordinate conversion means for converting to Claim 2).

他の好ましい実施の形態によれば、前記高調波生成手段は、少なくとも前記基本周波数の三相交流信号の回転方向と同一方向に回転する7次の高調波の正相成分、または前記基本周波数の三相交流信号の回転方向と逆方向に回転する前記基本周波数及び5次の高調波の逆相分の二相信号を生成するとよい(請求項3)。   According to another preferred embodiment, the harmonic generation means includes at least a positive-phase component of a seventh-order harmonic that rotates in the same direction as the rotation direction of the three-phase AC signal of the fundamental frequency, or of the fundamental frequency. It is preferable to generate a two-phase signal corresponding to the opposite phase of the fundamental frequency and the fifth harmonic that rotates in the direction opposite to the rotation direction of the three-phase AC signal.

他の好ましい実施の形態によれば、前記フィルタ手段は、前記基本周波数の所定の応答時定数を有する第1のローパスフィルタで構成されているとよい(請求項4)。   According to another preferred embodiment, the filter means may be composed of a first low-pass filter having a predetermined response time constant of the fundamental frequency.

更に、前記フィルタ手段は、前記第1のローパスフィルタに並列に接続された、前記第1のローパスフィルタの応答時定数よりも短い応答時定数を有する第2のローパスフィルタと、前記第2のローパスフィルタの出力値が一定値になってその一定値が所定の時間以上継続していることを検出する検出手段と、前記検出手段により前記一定値が所定の時間以上継続したことが検出されると、前記第1のローパスフィルタの出力値を前記第2のローパスフィルタの出力値に変更する出力変更手段とを備えるとよい(請求項5)。   Further, the filter means includes a second low-pass filter connected in parallel to the first low-pass filter and having a response time constant shorter than a response time constant of the first low-pass filter, and the second low-pass filter. Detecting means for detecting that the output value of the filter becomes a constant value and the constant value continues for a predetermined time or more, and detecting that the constant value continues for a predetermined time or more by the detecting means And an output changing means for changing the output value of the first low-pass filter to the output value of the second low-pass filter.

本願発明の第2の側面によって提供される無効電力補償装置は、交流電源と電力系統との間に設けられ、前記交流電源から供給される交流電力の力率を改善させるために前記電力系統に流れる負荷電流に対して補償電流を供給する無効電力補償装置であって、前記負荷電流を検出する負荷電流検出回路と、前記補償電流を検出する補償電流検出回路と、を備え、前記負荷電流検出回路及び前記補償電流検出回路には、本願発明の第1の側面によって提供される信号抽出装置が用いられていることを特徴としている(請求項6)。   A reactive power compensator provided by the second aspect of the present invention is provided between an AC power supply and a power system, and is provided in the power system in order to improve the power factor of AC power supplied from the AC power supply. A reactive power compensator that supplies a compensation current to a flowing load current, comprising: a load current detection circuit that detects the load current; and a compensation current detection circuit that detects the compensation current, the load current detection The circuit and the compensation current detection circuit use the signal extraction device provided by the first aspect of the present invention (Claim 6).

本願発明の第3の側面によって提供される無効電力補償装置は、交流電源と電力系統との間に設けられ、系統電圧を安定化させるために前記電力系統に対して補償電流を供給する無効電力補償装置であって、前記系統電圧を検出する系統電圧検出回路と、前記補償電流を検出する補償電流検出回路と、を備え、前記系統電圧検出回路及び前記補償電流検出回路には、本願発明の第1の側面によって提供される信号抽出装置が用いられていることを特徴としている(請求項7)。   The reactive power compensator provided by the third aspect of the present invention is provided between an AC power supply and a power system, and provides a reactive power to the power system to stabilize the system voltage. Compensation device comprising: a system voltage detection circuit for detecting the system voltage; and a compensation current detection circuit for detecting the compensation current, wherein the system voltage detection circuit and the compensation current detection circuit include The signal extraction device provided by the first aspect is used (claim 7).

本願発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。   Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.

以下、本願発明の好ましい実施の形態を、添付図面を参照して具体的に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings.

図1は、本願発明に係る信号抽出装置の構成を示す図である。この信号抽出装置1は、ディジタル演算処理により複数の周波数成分を有する交流信号のうち所望の周波数成分を有する信号を抽出するための装置である。図1に示す信号抽出装置1は、複数の周波数成分を有する交流信号として三相交流信号(U相、V相、W相のディジタル信号)が入力され、抽出される所望の周波数成分を有する信号として基本周波数(例えば50Hz)の正相分が出力されるものである。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a signal extraction device according to the present invention. The signal extraction apparatus 1 is an apparatus for extracting a signal having a desired frequency SuNaru fraction of the alternating current signal having a plurality of frequency components by digital processing. The signal extraction apparatus 1 shown in FIG. 1 receives a three-phase AC signal (U-phase, V-phase, W-phase digital signal) as an AC signal having a plurality of frequency components, and has a desired frequency component to be extracted. As shown, a positive phase component of a fundamental frequency (for example, 50 Hz) is output.

この信号抽出装置1は、本発明の「第1の三相/二相変換手段」として機能する基本周波数回転座標変換回路2(以下、「基本周波数変換回路2」という。)と、本発明の「高調波生成手段」として機能するn(n:2以上の整数)次高調波正相分生成回路3(以下、「n次正相分生成回路3」という。)とm次(m:1以上の整数)高調波逆相分生成回路4(以下、「m次逆相分生成回路4」という。)と、本発明の「高調波相殺手段」として機能する相殺回路5とを備えている。   The signal extraction device 1 includes a fundamental frequency rotation coordinate transformation circuit 2 (hereinafter referred to as “basic frequency transformation circuit 2”) that functions as the “first three-phase / two-phase transformation means” of the present invention, and the present invention. N (n: integer greater than or equal to 2) order harmonic positive phase generation circuit 3 (hereinafter referred to as “n order positive phase generation circuit 3”) and m order (m: 1) functioning as “harmonic generation means”. (Integer) harmonic anti-phase component generation circuit 4 (hereinafter referred to as “m-order anti-phase component generation circuit 4”) and canceling circuit 5 functioning as the “harmonic canceling means” of the present invention. .

基本周波数変換回路2は、入力される三相交流信号に含まれる基本周波数の正相分のdq変換を行うものである。なお、基本周波数変換回路2に入力される三相交流信号は、従来技術で説明したように、例えば系統の三相交流電圧を検出した信号であるので、基本周波数の正相分以外に逆相分や3次、5次、…等のn次高調波の正相分及びm次高調波の逆相分が含まれている。従って、基本周波数変換回路2からは基本周波数の正相分のdq変換値(直流信号)が出力されるが、その出力には、基本周波数の逆相分、n次高調波の正相分及びm次高調波の逆相分等のdq変換値(交流信号)も含まれている。   The fundamental frequency conversion circuit 2 performs dq conversion for the positive phase of the fundamental frequency included in the input three-phase AC signal. Note that the three-phase AC signal input to the fundamental frequency conversion circuit 2 is a signal obtained by detecting, for example, the three-phase AC voltage of the system, as described in the prior art. The positive phase component of the n-th order harmonics such as the minute, the third order, the fifth order,. Therefore, the fundamental frequency conversion circuit 2 outputs the dq conversion value (DC signal) for the positive phase of the fundamental frequency, and the output includes the negative phase component of the fundamental frequency, the positive phase component of the nth harmonic, and A dq conversion value (AC signal) such as a reverse phase component of the m-th harmonic is also included.

n次正相分生成回路3は、入力される三相交流信号から基本周波数変換回路2の出力に含まれるn次高調波の正相分のdq変換値(交流信号)と同一のdq変換値(交流信号)を生成するものである。また、m次逆相分生成回路4は、入力される三相交流信号から基本周波数変換回路2の出力に含まれるm次高調波の逆相分のdq変換値(交流信号)と同一のdq変換値(交流信号)を生成するものである。なお、m=1の場合、m次逆相分生成回路4は、基本周波数変換回路2の出力に含まれる基本周波数の逆相分のdq変換値と同一のdq変換値を生成する回路となり、基本周波数の高調波に対するものではないが、説明の便宜上、基本周波数の逆相分に対する回路もm次逆相分生成回路4に含めている。 The n-th order positive phase generation circuit 3 has the same dq conversion value as the dq conversion value (AC signal) for the positive phase of the n-th order harmonic contained in the output of the fundamental frequency conversion circuit 2 from the input three-phase AC signal. (AC signal) is generated. The m-th order anti-phase component generation circuit 4 has the same dq as the dq conversion value (AC signal) of the anti-phase component of the m-order harmonic included in the output of the fundamental frequency conversion circuit 2 from the input three-phase AC signal. A conversion value (AC signal) is generated. In the case of m = 1, m order reverse phase generating circuit 4 is a circuit for generating the same dq conversion value and the dq conversion value of the reverse phase of the basic frequency in the output of the fundamental frequency conversion circuit 2 next, but not for the higher harmonics of the basic frequency, for convenience of explanation, the circuit is also included in the m-th order reversed phase generating circuit 4 for reversed phase of the basic frequency.

相殺回路5は、基本周波数変換回路2、n次正相分生成回路3及びm次逆相分生成回路4のd軸出力同士、並びに基本周波数変換回路2、n次正相分生成回路3及びm次逆相分生成回路4のq軸出力同士の差分をそれぞれ演算し、基本周波数変換回路2の出力信号に含まれるn次高調波の正相分およびm次高調波の逆相分を相殺し、基本周波数の正相分のみを後段に出力するものである。   The cancellation circuit 5 includes the basic frequency conversion circuit 2, the n-order positive phase component generation circuit 3, and the d-axis outputs of the m-order negative phase component generation circuit 4, as well as the basic frequency conversion circuit 2, the n-order positive phase component generation circuit 3, and The difference between the q-axis outputs of the m-th order antiphase component generation circuit 4 is calculated, and the positive phase component of the nth harmonic and the negative phase component of the mth harmonic included in the output signal of the fundamental frequency conversion circuit 2 are canceled out. Only the positive phase of the fundamental frequency is output to the subsequent stage.

すなわち、図2に示すように、基本周波数変換回路2の出力には、上述したように、基本周波数の逆相分、n次高調波の正相分及びm次高調波の逆相分等を基本周波数用のdq変換を行うことによって生成される交流成分(図2のf1,f2,f3参照)が基本周波数成分のdq変換値(図2のf0(=0)参照)に重畳されている(図2(a)参照)。そのため、この信号抽出装置1では、n次正相分生成回路3及びm次逆相分生成回路4において、n次高調波の正相分及びm次高調波の逆相分を基本周波数用のdq変換を行うことによって生成される交流成分をそれぞれ生成し(図2(b)参照)、生成された交流成分を基本周波数変換回路2の出力から相殺回路5において相殺することにより、基本周波数の正相分のdq変換値(直流分)のみを抽出するようにしている(図2(c)参照)。 That is, as shown in FIG. 2, the output of the fundamental frequency conversion circuit 2 includes the negative phase component of the fundamental frequency, the positive phase component of the nth harmonic and the negative phase component of the mth harmonic, as described above. AC components (see f 1 , f 2 , and f 3 in FIG. 2) generated by performing dq conversion for the fundamental frequency are converted into dq conversion values (see f 0 (= 0) in FIG. 2) of the fundamental frequency component. They are superimposed (see FIG. 2 (a)). Therefore, in this signal extraction device 1, in the n-th order positive phase component generation circuit 3 and the m-th order negative phase generation circuit 4, the normal phase component of the n-order harmonic and the negative phase component of the m-order harmonic are used for the fundamental frequency. The AC components generated by performing the dq conversion are respectively generated (see FIG. 2B), and the generated AC components are canceled by the cancellation circuit 5 from the output of the basic frequency conversion circuit 2, whereby the fundamental frequency Only the dq conversion value (DC component) for the positive phase is extracted (see FIG. 2C).

なお、n次正相分生成回路3及びm次逆相分生成回路4は、それぞれ1つずつ記載されているが、例えば高調波が複数の次数からなる場合、その次数に応じた回路がそれぞれ設けられる。上記m次逆相分生成回路4には、例えばm=1(1次)としての基本周波数の逆相分に応じた回路も含まれる。   Note that one n-th order positive phase component generation circuit 3 and one m-th order negative phase generation circuit 4 are described, but, for example, when the harmonics are composed of a plurality of orders, circuits corresponding to the orders are respectively provided. Provided. The m-order antiphase component generation circuit 4 includes a circuit corresponding to the antiphase component of the fundamental frequency, for example, m = 1 (primary).

例えば信号抽出装置1は、後述するように系統電力の安定化を図るための無効電力補償装置等に適用されるが、系統電力にはその系統独自の高調波成分が存在する。信号抽出装置1は、系統独自の高調波成分を除去するためにそれらを生成する必要があり、n次正相分生成回路3及びm次逆相分生成回路4は、それら系統独自の高調波成分についてそれぞれ設けられる。例えば、5次、7次、11次又は13次の正相分生成回路や逆相分生成回路が必要に応じて設けられる。また、基本波の逆相分生成回路も設けられる。   For example, the signal extraction device 1 is applied to a reactive power compensator or the like for stabilizing system power as will be described later, but the system power has harmonic components unique to the system. The signal extraction device 1 needs to generate them in order to remove the harmonic components unique to the system, and the n-th order positive phase generation circuit 3 and the m-th order negative phase generation circuit 4 have their own harmonics. Provided for each component. For example, a fifth-order, seventh-order, eleventh-order, or thirteen-order normal phase generation circuit or negative phase generation circuit is provided as necessary. A fundamental wave antiphase component generation circuit is also provided.

基本周波数変換回路2は、図3に示すように、三相/二相変換部6と、dq変換部7とによって構成されている。三相/二相変換部6は、三相交流信号(U相、V相、W相のディジタル信号)を静止座標系(α軸、β軸)における二相信号(α,β)に変換するものである。この変換には、例えば数式1が用いられる。   As shown in FIG. 3, the basic frequency conversion circuit 2 includes a three-phase / two-phase conversion unit 6 and a dq conversion unit 7. The three-phase / two-phase converter 6 converts a three-phase AC signal (U-phase, V-phase, W-phase digital signal) into a two-phase signal (α, β) in a stationary coordinate system (α axis, β axis). Is. For this conversion, for example, Equation 1 is used.

Figure 2009038885
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ここで、三相交流信号(U相、V相、W相)が仮に基本周波数 0 の正相分のみで構成されるとすると、三相交流信号は、U=Asin(ωt)、V=Asin(ωt−2π/3)、W=Asin(ωt+2π/3)で表される。なお、Aは三相交流信号の振幅を示し、ωは周波数を示し、ω=2π・f 0 である。また、ωtは基本波正相分の回転角を示す。これらU,V,Wの値を数式1に代入すると、二相信号(α,β)は数式2によって表すことができる。 Here, if the three-phase AC signal (U phase, V phase, W phase) is composed only of the positive phase of the fundamental frequency f 0 , the three-phase AC signal is U = Asin (ωt), V = Asin (ωt−2π / 3), W = Asin (ωt + 2π / 3). Incidentally, A is shows the amplitude of the three-phase AC signal, the omega angular frequency indicates a ω = 2π · f 0. Further, ωt represents the rotation angle for the fundamental wave positive phase. Substituting these U, V, and W values into Equation 1, the two-phase signal (α, β) can be expressed by Equation 2.

Figure 2009038885
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数式2で表される二相信号(α,β)は、dq変換部7に入力される。dq変換部7は、二相信号(α,β)に変換された交流信号を、静止座標系(α軸、β軸)を基本周波数と同一の周波数を有する角周波数ωで三相交流信号と同一の回転方向(例えば反時計回り)に回転させる回転座標系(d軸、q軸)の信号に変換するものである。この変換には、数式3が用いられる。 The two-phase signal (α, β) expressed by Equation 2 is input to the dq conversion unit 7. dq converter 7, the two-phase signals (alpha, beta) the converted AC signals in a stationary coordinate system (alpha axis, beta axis) the three-phase alternating current with the angular frequency ω that has the same frequency as basic frequency It is converted into a signal of a rotating coordinate system (d axis, q axis) that rotates in the same rotation direction (for example, counterclockwise) as the signal. For this conversion, Equation 3 is used.

Figure 2009038885
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数式3により、回転座標系(d軸、q軸)で表される信号は数式4によって表すことができる。   A signal expressed in the rotating coordinate system (d-axis, q-axis) can be expressed by Expression 4 using Expression 3.

Figure 2009038885
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このように、基本周波数変換回路2によってdq変換処理が行われることにより、三相交流信号の基本周波数の正相分をd軸及びq軸の直流分に変換することができる。   Thus, the dq conversion processing is performed by the fundamental frequency conversion circuit 2, whereby the positive phase component of the fundamental frequency of the three-phase AC signal can be converted into the d-axis and q-axis DC components.

なお、この基本周波数変換回路2に入力される三相交流信号(U相、V相、W相)には、基本周波数の正相分以外の成分(基本周波数の逆相分やn次高調波の正相分又はm次高調波の逆相分など)が含まれているので、基本周波数変換回路2からはこれらの成分に対して上記の数1乃至数3を適用して得られるd軸及びq軸の成分(交流成分)も出力される。   The three-phase AC signal (U phase, V phase, W phase) input to the fundamental frequency conversion circuit 2 includes components other than the positive phase component of the fundamental frequency (the negative phase component of the fundamental frequency and the nth harmonic). Of the positive phase or the reverse phase of the m-th harmonic), the fundamental frequency conversion circuit 2 obtains the d-axis obtained by applying the above formulas 1 to 3 to these components. The q-axis component (AC component) is also output.

すなわち、n次高調波の正相分が含まれている場合、n次高調波の正相分は、U=Asin(nωt)、V=Asin(nωt−2π/3)、W=Asin(nωt+2π/3)で表されるから、これらのU,V,Wの値を数式1及び数式3に適用すると、αβ変換値は数式5のようになり、dq変換値は数式6のようになる。従って、n次高調波の正相分は、基本周波数変換回路2から(n−1)次高調波(nは2以上の整数)と同一の周波数を有する交流信号で出力される。   That is, when the positive phase component of the nth harmonic is included, the positive phase component of the nth harmonic is U = Asin (nωt), V = Asin (nωt−2π / 3), W = Asin (nωt + 2π). Therefore, when these U, V, and W values are applied to Equation 1 and Equation 3, the αβ conversion value becomes Equation 5 and the dq conversion value becomes Equation 6. Therefore, the positive phase component of the nth harmonic is output from the fundamental frequency conversion circuit 2 as an AC signal having the same frequency as the (n−1) th harmonic (n is an integer of 2 or more).

Figure 2009038885
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Figure 2009038885
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また、m次高調波の逆相分が含まれている場合、m次高調波の逆相分は、U=Asin(mωt)、V=Asin(mωt+2π/3)、W=Asin(mωt−2π/3)で表されるから、これらのU,V,Wの値を数式1及び数式3に適用すると、αβ変換値は数式7のようになり、dq変換値は数式8のようになる。従って、m次高調波の逆相分は、基本周波数変換回路2から(m+1)次高調波(mは1以上の整数)と同一の周波数を有する交流信号で出力される。   In addition, when the antiphase component of the mth harmonic is included, the antiphase component of the mth harmonic is U = Asin (mωt), V = Asin (mωt + 2π / 3), W = Asin (mωt−2π). Therefore, when these U, V, and W values are applied to Equation 1 and Equation 3, the αβ conversion value becomes Equation 7 and the dq conversion value becomes Equation 8. Therefore, the negative phase component of the m-order harmonic is output from the fundamental frequency conversion circuit 2 as an AC signal having the same frequency as the (m + 1) -order harmonic (m is an integer of 1 or more).

Figure 2009038885
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Figure 2009038885
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なお、数式7,8でm=1にすると、基本周波数の逆相分のαβ変換値と基本周波数変換回路2から出力される基本周波数の逆相分のdq変換値が求められ、数式9,10のようになる。したがって、基本周波数の逆相分は、基本周波数変換回路2から基本周波数の2倍の周波数を有する交流信号で出力される。   If m = 1 in Equations 7 and 8, the αβ conversion value for the negative phase of the fundamental frequency and the dq conversion value for the negative phase of the fundamental frequency output from the basic frequency conversion circuit 2 are obtained. 10 and so on. Therefore, the negative phase component of the fundamental frequency is output from the fundamental frequency conversion circuit 2 as an AC signal having a frequency twice the fundamental frequency.

Figure 2009038885
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Figure 2009038885
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図1に戻り、n次正相分生成回路3は、n次高調波正相分回転座標変換回路11(以下、「n次正相分変換回路11」という。)と、第1ローパスフィルタ12と、第2ローパスフィルタ13と、n次正相分副変換回路14とによって構成されている。   Returning to FIG. 1, the n-order positive phase component generation circuit 3 includes an n-order harmonic positive phase component rotation coordinate conversion circuit 11 (hereinafter referred to as “n-order positive phase component conversion circuit 11”) and a first low-pass filter 12. And a second low-pass filter 13 and an n-th order positive phase sub-conversion circuit 14.

n次正相分変換回路11は、n次高調波の正相分のdq変換処理を行うものであり、その構成は、上述した基本周波数変換回路2と同様の構成とされ、三相/二相変換部6及びdq変換部7を含んでいる(図3参照)。   The nth-order positive phase conversion circuit 11 performs dq conversion processing for the positive phase of the nth-order harmonic, and has the same configuration as the basic frequency conversion circuit 2 described above. A phase converter 6 and a dq converter 7 are included (see FIG. 3).

n次正相分変換回路11における三相/二相変換部6では、三相交流信号に含まれるn次高調波の正相分が静止座標系である二相信号(α,β)に変換される。三相交流信号に含まれるn次高調波の正相分は、U=Asin(nωt)、V=Asin(nωt−2π/3)、W=Asin(nωt+2π/3)で表されるから、これらのU,V,Wの値を上記の数式1に適用すると、二相信号(α,β)は、上記数式5で示されるように、α=Asin(nωt)、β=−Acos(nωt)となる。 In the three-phase / two-phase conversion unit 6 in the n-order positive phase component conversion circuit 11, the positive phase component of the n-order harmonic included in the three-phase AC signal is converted into a two-phase signal (α, β) that is a stationary coordinate system. Is done. Since the positive phase component of the n-th harmonic contained in the three-phase AC signal is expressed by U = Asin (nωt), V = Asin (nωt−2π / 3), W = Asin (nωt + 2π / 3), these When the values of U, V, and W are applied to Equation 1, the two-phase signal (α, β) is expressed by α = Asin (nωt) and β = −Acos (nωt) as shown in Equation 5 above. It becomes.

dq変換部7では、二相信号(α,β)=(Asin(nωt),−Acos(nωt))が静止座標系(α軸、β軸)をnωの角周波数で三相交流信号と同一の回転方向(例えば反時計回り)に回転させる回転座標系(d軸、q軸)の信号に変換される。この変換には、数式3に代えて下記の数式11が用いられ、そのdq変換値は上記の数式4と同じになる。すなわち、d=0、q=−Aとなり、三相交流信号のn次高調波の正相分は、n次正相分変換回路11からd軸及びq軸の直流分に変換されて出力される。 In the dq converter 7, the two-phase signal (α, β) = (Asin (nωt), −Acos (nωt)) is the same as the three-phase AC signal at the angular frequency of nω in the stationary coordinate system (α axis, β axis). To a rotation coordinate system (d-axis, q-axis) signal that is rotated in the rotation direction (for example, counterclockwise). In this conversion, the following formula 11 is used instead of the formula 3, and the dq conversion value is the same as the above formula 4. That is, d = 0, q = −A, and the positive phase component of the n-order harmonic of the three-phase AC signal is converted from the n-order positive phase component conversion circuit 11 to the DC component of the d-axis and the q-axis and output. The

Figure 2009038885
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一方、n次正相分変換回路11の入力信号は、基本周波数変換回路2の入力信号と同一であるから、その入力信号にはn次高調波の正相分以外の信号(基本周波数の正相分及び逆相分やs次高調波(s≠n)の逆相分など)が含まれているので、n次正相分変換回路11からはこれらの信号に対して上記の数式1及び数式11を適用して得られるd軸及びq軸の成分(交流成分)も出力される。   On the other hand, since the input signal of the n-th order positive phase conversion circuit 11 is the same as the input signal of the fundamental frequency conversion circuit 2, a signal other than the positive phase component of the nth harmonic (the positive frequency of the fundamental frequency) is included in the input signal. Phase component, anti-phase component and anti-phase component of s-order harmonic (s ≠ n), etc.). The d-axis and q-axis components (AC components) obtained by applying Formula 11 are also output.

n次正相分変換回路11に入力されるn次高調波と異なる周波数の正相分を、U=Asin(sωt)、V=Asin(sωt−2π/3)、W=Asin(sωt+2π/3)(s≠n)で表すと、これらのU,V,Wの値を数式1及び数式11に適用すると、αβ変換値は数式12のようになり、dq変換値は数式13のようになる。   The positive phase component having a frequency different from that of the nth order harmonic input to the nth order positive phase conversion circuit 11 is expressed as U = Asin (sωt), V = Asin (sωt−2π / 3), W = Asin (sωt + 2π / 3). ) (S ≠ n) When these U, V, and W values are applied to Equation 1 and Equation 11, the αβ conversion value becomes Equation 12, and the dq conversion value becomes Equation 13. .

Figure 2009038885
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Figure 2009038885
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従って、n次高調波と異なる周波数の正相分は、n次正相分変換回路11から(s−n)次高調波と同一の周波数を有する交流信号で出力される。なお、n次正相分変換回路11に入力された基本周波数の正相分のdq変換値は、数式13でs=1にすれば求められ、d=−Asin{(n−1)ωt}、q=−Acos{(n−1)ωt}となる。   Therefore, the positive phase component having a frequency different from that of the nth order harmonic is output from the nth order positive phase conversion circuit 11 as an AC signal having the same frequency as the (s−n) th order harmonic. The dq conversion value of the positive phase of the fundamental frequency input to the n-th order positive phase conversion circuit 11 can be obtained by setting s = 1 in Equation 13, d = −Asin {(n−1) ωt} , Q = −Acos {(n−1) ωt}.

また、n次正相分変換回路11に入力されるn次高調波と同一若しくは異なる周波数(この周波数には基本周波数も含まれる)の逆相分を、U=Asin(pωt)、V=Asin(pωt+2π/3)、W=Asin(pωt−2π/3)(p=1,2,…の整数)で表すと、これらのU,V,Wの値を数式1及び数式11に適用すると、αβ変換値は数式14のようになり、dq変換値は数式15のようになる。 Further, n-th harmonic to be input to the n TsugiTadashisho partial conversion circuit 11 and the same or different frequency reverse phase (in this frequency are also included basic frequency), U = Asin (pωt) , V = Asin (pωt + 2π / 3), W = Asin (pωt−2π / 3) (integer of p = 1, 2,...), These U, V, and W values are applied to Equation 1 and Equation 11. Then, the αβ conversion value is expressed by Equation 14, and the dq conversion value is expressed by Equation 15.

Figure 2009038885
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Figure 2009038885
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従って、n次高調波と同一若しくは異なる周波数の逆相分は、n次正相分変換回路11から(p+n)次高調波と同一の周波数を有する交流信号で出力される。なお、n次正相分変換回路11に入力された基本周波数の逆相分のdq変換値は、数式15でp=1にすれば求められ、d=Asin{(n+1)ωt}、q=Acos{(n+1)ωt}となる。   Therefore, the negative phase component having the same or different frequency as the nth harmonic is output from the nth positive phase conversion circuit 11 as an AC signal having the same frequency as the (p + n) th harmonic. Note that the dq conversion value of the negative phase of the fundamental frequency input to the n-th order positive phase conversion circuit 11 can be obtained by setting p = 1 in Equation 15, and d = Asin {(n + 1) ωt}, q = Acos {(n + 1) ωt}.

n次正相分変換回路11のd軸出力には第1ローパスフィルタ12が接続され、n次正相分変換回路11のq軸出力には第2ローパスフィルタ13がそれぞれ接続されている。上記のように、n次正相分変換回路11の出力にはn次高調波の正相分以外の信号のdq変換値が交流信号として出力されるので、第1ローパスフィルタ12及び第1ローパスフィルタ13は、n次正相分変換回路11の出力からその交流成分を除去するために設けられている。   A first low-pass filter 12 is connected to the d-axis output of the n-th order positive phase conversion circuit 11, and a second low-pass filter 13 is connected to the q-axis output of the n-th order positive phase conversion circuit 11. As described above, since the dq conversion value of the signal other than the positive phase component of the nth order harmonic is output as an AC signal to the output of the nth order positive phase conversion circuit 11, the first low pass filter 12 and the first low pass filter 12 The filter 13 is provided to remove the AC component from the output of the n-th order positive phase conversion circuit 11.

第1ローパスフィルタ12及び第2ローパスフィルタ13は、ディジタルフィルタ(例えば平均移動フィルタ)によって構成されている。第1ローパスフィルタ12にはn次正相分変換回路11のd軸出力が入力され、第2ローパスフィルタ13には、n次正相分変換回路11のq軸出力が入力される。n次正相分変換回路11から出力されるd軸成分の、例えば、Asin{(s−n)ωt}やAsin{(p+n)ωt}の交流成分は第1ローパスフィルタ12で除去される。また、n次正相分変換回路11から出力されるq軸成分の、例えば、−Acos{(s−n)ωt}やAcos{(p+n)ωt}の交流成分は第2ローパスフィルタ13で除去される。第1及び第2ローパスフィルタ12,13の出力には、n次正相分副変換回路14が接続されている。   The 1st low-pass filter 12 and the 2nd low-pass filter 13 are comprised by the digital filter (for example, average moving filter). The first low-pass filter 12 receives the d-axis output of the n-th order positive phase conversion circuit 11 and the second low-pass filter 13 receives the q-axis output of the n-th order positive phase conversion circuit 11. The first low-pass filter 12 removes the AC component of, for example, Asin {(s−n) ωt} and Asin {(p + n) ωt} of the d-axis component output from the n-th order positive phase conversion circuit 11. Further, the AC component of the q-axis component output from the n-th order positive phase conversion circuit 11, for example, the AC component of −Acos {(s−n) ωt} or Acos {(p + n) ωt} is removed by the second low-pass filter 13. Is done. The outputs of the first and second low-pass filters 12 and 13 are connected to an n-th order positive phase sub-conversion circuit 14.

n次正相分副変換回路14は、第1ローパスフィルタ12及び第2ローパスフィルタ13から出力されるn次高調波の正相分のdq変換値の座標を回転して基本周波数変換回路2から出力されるn次高調波の正相分のdq変換値(交流信号)と同一のdq変換値(交流信号)に変換する。   The n-th order positive phase sub-conversion circuit 14 rotates the coordinates of the dq conversion value for the positive phase of the n-order harmonics output from the first low-pass filter 12 and the second low-pass filter 13 from the fundamental frequency conversion circuit 2. The output is converted into a dq conversion value (AC signal) that is the same as the dq conversion value (AC signal) for the positive phase of the n-th harmonic output.

基本周波数変換回路2から出力されるdq変換値は、静止しているαβ座標系を反時計回りにωの角周波数で回転する回転座標系(この回転座標系は、本発明の「第1の直交座標系」に相当する)に変換したものである。一方、n次正相分変換回路11から出力されるdq変換値は、静止しているαβ座標系を反時計回りにnωの角周波数で回転する回転座標系(この回転座標系は、本発明の「第2の直交座標系」に相当する)に変換したものである。n次正相分変換回路11から出力されるdq変換値の回転座標系は、基本周波数変換回路2から出力されるdq変換値の回転座標系に対して(n−1)ωの角周波数で反時計回りに回転しているから、n次正相分変換回路11から出力されるn次高調波の正相分のdq変換値を(n−1)ωの角周波数で時計回りに回転する回転座標系に変換すれば、基本周波数変換回路2の回転座標系におけるdq変換値となる。 The dq conversion value output from the fundamental frequency conversion circuit 2 is a rotation coordinate system that rotates a stationary αβ coordinate system counterclockwise at an angular frequency of ω (this rotation coordinate system is the “first coordinate of the present invention”). It corresponds to “orthogonal coordinate system”). On the other hand, the dq conversion value output from the n-th order positive phase component conversion circuit 11 is a rotating coordinate system that rotates a stationary αβ coordinate system counterclockwise at an angular frequency of nω (this rotating coordinate system is the present invention). (Corresponding to “second orthogonal coordinate system”). The rotation coordinate system of the dq conversion value output from the nth-order positive phase conversion circuit 11 has an angular frequency of (n−1) ω with respect to the rotation coordinate system of the dq conversion value output from the basic frequency conversion circuit 2. Since it rotates counterclockwise, the dq conversion value for the positive phase of the nth order harmonic output from the nth order positive phase conversion circuit 11 is rotated clockwise at an angular frequency of (n−1) ω. If converted into the rotating coordinate system, the dq conversion value in the rotating coordinate system of the fundamental frequency converting circuit 2 is obtained.

従って、n次正相分副変換回路14では、第1ローパスフィルタ12及び第2ローパスフィルタ13から出力されるn次高調波の正相分のdq変換値が下記数式16により基本周波数変換回路2の回転座標系における値(d′,q′)に変換される。   Accordingly, in the n-th order positive phase sub-conversion circuit 14, the dq conversion value of the positive phase of the n-order harmonics output from the first low-pass filter 12 and the second low-pass filter 13 is expressed by the following equation 16 as the fundamental frequency conversion circuit 2. Are converted into values (d ′, q ′) in the rotating coordinate system.

Figure 2009038885
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第1ローパスフィルタ12及び第2ローパスフィルタ13からn次高調波の正相分のdq変換値のみが出力されている状態ではd=0,q=−Aであるから、これらの値を数式16に入れると、変換値d′,q′は、d′=Asin{(n-1)ωt}、q′=−Acos{(n-1)ωt}となる。この変換値d′,q′は、数式6で示した基本周波数変換回路2から出力されるn次高調波の正相分のdq変換値に一致している。n次正相分副変換回路14から出力される変換値d′,q′は、相殺回路5に入力される。   When only the dq conversion value for the positive phase of the n-th harmonic is output from the first low-pass filter 12 and the second low-pass filter 13, d = 0 and q = −A. , The converted values d ′ and q ′ are d ′ = Asin {(n−1) ωt} and q ′ = − Acos {(n−1) ωt}. The converted values d ′ and q ′ coincide with the dq converted values for the positive phase of the nth-order harmonic output from the fundamental frequency converting circuit 2 shown in Equation 6. The conversion values d ′ and q ′ output from the n-th order positive phase sub-conversion circuit 14 are input to the cancellation circuit 5.

m次逆相分生成回路4は、m次高調波逆相分回転座標変換回路15(以下、「m次相分変換回路15」という。)と、第3ローパスフィルタ16と、第4ローパスフィルタ17と、m次逆相分副変換回路18とによって構成されている。 The m-th order anti-phase component generation circuit 4 includes an m-order harmonic anti-phase component rotation coordinate conversion circuit 15 (hereinafter referred to as “m-order anti- phase component conversion circuit 15”), a third low-pass filter 16, and a fourth low-pass filter. The filter 17 and the m-th order antiphase sub-conversion circuit 18 are configured.

m次逆相分変換回路15は、m次高調波の逆相分のdq変換処理を行うものであり、n次正相分変換回路11と同様に、基本周波数変換回路2と同様の構成とされ、三相/二相変換部6及びdq変換部7を含んでいる(図3参照)。 The m-th order anti-phase component conversion circuit 15 performs dq conversion processing for the anti-phase component of the m-th order harmonic, and has the same configuration as that of the basic frequency conversion circuit 2 as in the case of the n-th order positive phase conversion circuit 11. And includes a three-phase / two-phase converter 6 and a dq converter 7 (see FIG. 3).

m次逆相分変換回路15における三相/二相変換部6では、三相交流信号に含まれるm次高調波の逆相分が静止座標系である二相信号(α,β)に変換される。三相交流信号に含まれるm次高調波の逆相分は、U=Asin(mωt)、V=Asin(mωt+2π/3)、W=Asin(mωt−2π/3)で表されるから、これらのU,V,Wの値を上記の数式1に適用すると、二相信号(α,β)は、上記数式7で示されるように、α=Asin(mωt)、α=Acos(mωt)となる。   In the three-phase / two-phase converter 6 in the m-th order anti-phase component conversion circuit 15, the anti-phase component of the m-order harmonic contained in the three-phase AC signal is converted into a two-phase signal (α, β) that is a stationary coordinate system. Is done. Since the reverse phase components of the m-order harmonics included in the three-phase AC signal are represented by U = Asin (mωt), V = Asin (mωt + 2π / 3), and W = Asin (mωt−2π / 3). When the values of U, V, and W are applied to the above equation 1, the two-phase signal (α, β) is expressed as α = Asin (mωt), α = Acos (mωt) as shown in the equation 7. Become.

dq変換部7では、二相信号(α,β)=(Asin(mωt),Acos(mωt))が静止座標系(α軸、β軸)をmωの角周波数で三相交流信号と同一の回転方向(時計回り)に回転させる回転座標系(d軸、q軸)の信号に変換される。この変換には、数式3に代えて下記の数式17が用いられ、そのdq変換値はd=0、q=Aとなる。従って、三相交流信号のm次高調波の逆相分もm次逆相分変換回路15からd軸及びq軸の直流分に変換されて出力される。 In the dq converter 7, the two-phase signal (α, β) = (Asin (mωt), Acos (mωt)) is the same as the three-phase AC signal in the stationary coordinate system (α axis, β axis) at the angular frequency of mω. It is converted into a signal of a rotating coordinate system (d axis, q axis) that rotates in the rotation direction (clockwise). In this conversion, the following Expression 17 is used instead of Expression 3, and the dq conversion values are d = 0 and q = A. Therefore, the reverse phase component of the m-order harmonic of the three-phase AC signal is also converted from the m-order reverse phase conversion circuit 15 into the d-axis and q-axis DC components and output.

Figure 2009038885
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一方、m次逆相分変換回路15の入力信号も基本周波数変換回路2の入力信号と同一であるから、その入力信号にはm次高調波の逆相分以外の信号(基本周波数の正相分及び逆相分やk次高調波(k≠m)の正相分など)が含まれているので、m次逆相分変換回路15からはこれらの信号に対して上記の数式1及び数式17を適用して得られるd軸及びq軸の成分(交流成分)も出力される。   On the other hand, since the input signal of the m-th order anti-phase component conversion circuit 15 is also the same as the input signal of the fundamental frequency conversion circuit 2, the input signal is a signal other than the anti-phase component of the m-order harmonic (the positive phase of the fundamental frequency). And the negative phase component and the positive phase component of the k-th order harmonic (k ≠ m) are included. D-axis and q-axis components (AC components) obtained by applying 17 are also output.

m次逆相分変換回路15に入力されるm次高調波と同一若しく異なる周波数(この周波数には基本周波数も含まれる)の正相分を、U=Asin(kωt)、V=Asin(kωt−2π/3)、W=Asin(kωt+2π/3)(k=1,2,…の整数)で表し、これらのU,V,Wの値を数式1及び数式17に適用すると、αβ変換値は数式18と同じになり、dq変換値は数式19のようになる。 m following reverse phase is inputted to the converting circuit 15 m harmonic same Wakashi Ku different frequencies positive phase of (the frequency are also included basic frequency), U = Asin (kωt) , V = Asin (kωt−2π / 3), W = Asin (kωt + 2π / 3) (k = 1, 2,...), And applying these U, V, and W values to Equation 1 and Equation 17, The αβ conversion value is the same as Equation 18, and the dq conversion value is as Equation 19.

Figure 2009038885
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Figure 2009038885
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従って、m次高調波と同一若しくは異なる周波数の正相分は、m次逆相分変換回路15から(m+k)次高調波と同一の周波数を有する交流信号で出力される。なお、m次逆相分変換回路15に入力された基本周波数の正相分のdq変換値は、数式19でk=1にすれば求められ、d=Asin{(m+1)ωt}、q=−Acos{(m+1)ωt}となる。 Therefore, the positive phase component having the same or different frequency as the m-order harmonic is output from the m-order anti-phase component conversion circuit 15 as an AC signal having the same frequency as the (m + k) -order harmonic. Note that the dq conversion value of the positive phase of the fundamental frequency input to the m-th order anti-phase conversion circuit 15 can be obtained by setting k = 1 in Equation 19 , d = Asin {(m + 1) ωt}, q = −Acos {(m + 1) ωt}.

また、m次逆相分変換回路15に入力されるm次高調波と異なる周波数の逆相分をU=Asin(hωt)、V=Asin(hωt+2π/3)、W=Asin(hωt−2π/3)(h≠m)で表し、これらのU,V,Wの値を数式1及び数式17に適用すると、αβ変換値は数式20のようになり、dq変換値は数式21のようになる。   Further, the negative phase components having a frequency different from that of the m-th order harmonic input to the m-order negative phase conversion circuit 15 are U = Asin (hωt), V = Asin (hωt + 2π / 3), W = Asin (hωt−2π / 3) When represented by (h ≠ m) and applying these U, V, and W values to Equation 1 and Equation 17, the αβ conversion value becomes Equation 20 and the dq conversion value becomes Equation 21. .

Figure 2009038885
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Figure 2009038885
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従って、m次高調波と異なる周波数の逆相分は、m次相分変換回路15から(m−h)次高調波と同一の周波数を有する交流信号で出力される。なお、m次逆相分変換回路15に入力された基本周波数の逆相分のdq変換値は、数式21でh=1にすれば求められ、d=Asin{(m−1)ωt}、q=Acos{(m−1)ωt}となる。 Therefore, the negative phase component having a frequency different from that of the m-th harmonic is output from the m-order negative phase conversion circuit 15 as an AC signal having the same frequency as the (m−h) -order harmonic. Note that the dq conversion value of the negative phase component of the fundamental frequency input to the m-th order negative phase conversion circuit 15 can be obtained by setting h = 1 in Equation 21, d = Asin {(m−1) ωt}, q = Acos {(m−1) ωt}.

m次逆相分変換回路15のd軸出力には第3ローパスフィルタ16が接続され、m次逆相分変換回路15のq軸出力には第4ローパスフィルタ17がそれぞれ接続されている。上記のように、m次逆相分変換回路15の出力にもm次高調波の逆相分以外の信号のdq変換値が交流信号として出力されるので、第3ローパスフィルタ16及び第4ローパスフィルタ17は、m次逆相分変換回路15の出力からその交流成分を除去するために設けられている。   A third low-pass filter 16 is connected to the d-axis output of the m-th order anti-phase component conversion circuit 15, and a fourth low-pass filter 17 is connected to the q-axis output of the m-th order anti-phase component conversion circuit 15. As described above, since the dq conversion value of the signal other than the negative phase component of the m-th harmonic is also output as the AC signal to the output of the m-order negative phase conversion circuit 15, the third low-pass filter 16 and the fourth low-pass filter 16 The filter 17 is provided to remove the AC component from the output of the m-th order antiphase component conversion circuit 15.

第3ローパスフィルタ16及び第4ローパスフィルタ17は、第1及び第2ローパスフィルタ12,13と同様にディジタルフィルタによって構成されている。第3ローパスフィルタ16にはm次逆相分変換回路15のd軸出力が入力され、第4ローパスフィルタ17にはm次逆相分変換回路15のq軸出力が入力される。m次逆相分変換回路15から出力されるd軸成分の、例えば、Asin{(m+k)ωt}やAsin{(m−h)ωt}の交流成分は第3ローパスフィルタ16で除去される。また、次逆相分変換回路15から出力されるq軸成分の、例えば、−Acos{(m+k)ωt}やAcos{(m−h)ωt}の交流成分は第4ローパスフィルタ17で除去される。第3及び第4ローパスフィルタ16,17の出力には、m次逆相分副変換回路18が接続されている。 The third low-pass filter 16 and the fourth low-pass filter 17 are configured by digital filters in the same manner as the first and second low-pass filters 12 and 13. The third low-pass filter 16 receives the d-axis output of the m-th order anti-phase component conversion circuit 15 and the fourth low-pass filter 17 receives the q-axis output of the m-order anti-phase component conversion circuit 15. The third low-pass filter 16 removes AC components of, for example, Asin {(m + k) ωt} and Asin {(m−h) ωt} of the d-axis component output from the m-th order antiphase component conversion circuit 15. Further, the fourth low-pass filter 17 removes the AC component of the q-axis component output from the m- order antiphase component conversion circuit 15, for example, -Acos {(m + k) ωt} or Acos {(m−h) ωt}. Is done. The outputs of the third and fourth low-pass filters 16 and 17 are connected to an m-th order antiphase sub-conversion circuit 18.

m次逆相分副変換回路18は、第3ローパスフィルタ16及び第4ローパスフィルタ17から出力されるm次高調波の相分のdq変換値の座標を回転して基本周波数変換回路2から出力されるm次高調波の相分のdq変換値(交流信号)と同一のdq変換値(交流信号)に変換する。 The m-th order anti-phase component sub-conversion circuit 18 rotates the coordinates of the d-q conversion value of the anti- phase component of the m-order harmonics output from the third low-pass filter 16 and the fourth low-pass filter 17 from the fundamental frequency conversion circuit 2. The output is converted into a dq conversion value (AC signal) that is the same as the dq conversion value (AC signal) of the reversed phase of the m-th harmonic output.

m次逆相分副変換回路18から出力されるdq変換値は、静止しているαβ座標系を時計回りにmωの角周波数で回転する回転座標系(この回転座標系は、本発明の「第2の直交座標系」に相当する)に変換したものである。基本周波数変換回路2から出力されるdq変換値の回転座標系は反時計回りにωの角周波数で回転しているから、m次逆相分副変換回路18から出力されるdq変換値の回転座標系は、基本周波数変換回路2から出力されるdq変換値の回転座標系に対して(m+1)ωの角周波数で時計回りに回転している。従って、m次逆相分副変換回路18から出力される次高調波の逆相分のdq変換値を(m+1)ωの角周波数で反時計回りに回転する回転座標系に変換すれば、基本周波数変換回路2の回転座標系におけるdq変換値となる。 The dq conversion value output from the m-th order antiphase sub-conversion circuit 18 is a rotating coordinate system that rotates a stationary αβ coordinate system clockwise at an angular frequency of mω (this rotating coordinate system is the “ Equivalent to the “second orthogonal coordinate system”). Since the rotation coordinate system of the dq conversion value output from the fundamental frequency conversion circuit 2 rotates counterclockwise at the angular frequency of ω , the rotation of the dq conversion value output from the m-order antiphase component sub-conversion circuit 18 is performed. The coordinate system rotates clockwise at an angular frequency of (m + 1) ω with respect to the rotating coordinate system of the dq conversion value output from the basic frequency conversion circuit 2. Therefore, if the dq conversion value of the anti-phase component of the m- order harmonic output from the m-order anti-phase component sub-conversion circuit 18 is converted into a rotating coordinate system that rotates counterclockwise at an angular frequency of (m + 1) ω, This is the dq conversion value in the rotating coordinate system of the basic frequency conversion circuit 2.

m次逆相分副変換回路18では、第3ローパスフィルタ16及び第4ローパスフィルタ17から出力されるm次高調波の逆相分のdq変換値が下記数式22により基本周波数変換回路2の回転座標系における値(d′,q′)に変換される。   In the m-order anti-phase component sub-conversion circuit 18, the dq conversion value of the anti-phase component of the m-order harmonics output from the third low-pass filter 16 and the fourth low-pass filter 17 is the rotation of the fundamental frequency conversion circuit 2 according to the following Equation 22. It is converted into a value (d ′, q ′) in the coordinate system.

Figure 2009038885
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第3ローパスフィルタ16及び第4ローパスフィルタ17からm次高調波の逆相分のdq変換値のみが出力されている状態ではd=0,q=Aであるから、これらの値を数式22に入れると、変換値d′,q′は、d′=Asin{(m+1)ωt}、q′=Acos{(m+1)ωt}となる。この変換値d′,q′は、数式8で示した基本周波数変換回路2から出力されるm次高調波の逆相分のdq変換値に一致している。m次逆相分副変換回路18から出力される変換値d′,q′は、相殺回路5に入力される。   Since d = 0 and q = A in the state where only the dq conversion value corresponding to the reverse phase of the m-th harmonic is output from the third low-pass filter 16 and the fourth low-pass filter 17, these values are expressed by Equation 22. If converted, the converted values d ′ and q ′ are d ′ = Asin {(m + 1) ωt} and q ′ = Acos {(m + 1) ωt}. The converted values d ′ and q ′ coincide with the dq converted value of the antiphase component of the m-order harmonic output from the fundamental frequency converting circuit 2 expressed by Equation 8. The conversion values d ′ and q ′ output from the m-th order negative phase sub-conversion circuit 18 are input to the cancellation circuit 5.

相殺回路5は、基本周波数変換回路2及びn次正相分生成回路3のd軸出力同士の差分を演算する第1演算回路19と、第1演算回路19及びm次逆相分生成回路4のd軸出力同士の差分を演算する第2演算回路20と、基本周波数変換回路2及びn次正相分生成回路3のq軸出力同士の差分を演算する第3演算回路21と、第3演算回路21及びm次逆相分生成回路4のq軸出力同士の差分を演算する第4演算回路22とによって構成されている。   The cancellation circuit 5 includes a first arithmetic circuit 19 that calculates a difference between the d-axis outputs of the fundamental frequency conversion circuit 2 and the n-th order positive phase generation circuit 3, and a first arithmetic circuit 19 and an m-th order negative phase generation circuit 4. A second arithmetic circuit 20 that calculates the difference between the d-axis outputs of the first, a third arithmetic circuit 21 that calculates a difference between the q-axis outputs of the fundamental frequency conversion circuit 2 and the n-th order positive phase generation circuit 3, and a third The fourth arithmetic circuit 22 calculates the difference between the q-axis outputs of the arithmetic circuit 21 and the m-th order negative phase generation circuit 4.

すなわち、第1演算回路19では、基本周波数変換回路2でdq変換された基本周波数成分及びそれに重畳されるn次高調波の正相分のd軸分に対して、n次正相分生成回路3で生成されたn次高調波の正相分のd軸分が相殺される。第2演算回路20では、第1演算回路19の出力に対して、m次逆相分生成回路4で生成されたm次高調波の逆相分のd軸分が相殺される。したがって、第2演算回路20からは、基本周波数の正相分のd軸成分(直流)のみが出力されることになる。   That is, in the first arithmetic circuit 19, the n-th order positive phase generation circuit for the fundamental frequency component dq-transformed by the fundamental frequency conversion circuit 2 and the d-axis portion of the positive phase of the nth order harmonic superimposed thereon. The d-axis portion of the positive phase component of the nth harmonic generated in 3 is canceled. In the second arithmetic circuit 20, the d-axis component of the antiphase component of the m-order harmonic generated by the m-order antiphase component generation circuit 4 is canceled with respect to the output of the first arithmetic circuit 19. Therefore, only the d-axis component (direct current) corresponding to the positive phase of the fundamental frequency is output from the second arithmetic circuit 20.

同様に、第3演算回路21では、基本周波数変換回路2でdq変換された基本周波数成分及びそれに重畳される次高調波の相分のq軸分に対して、n次正相分生成回路3で生成されたn次高調波の正相分のq軸分が相殺される。第4演算回路22では、第3演算回路21の出力に対して、m次逆相分生成回路4で生成されたm次高調波の逆相分のq軸分が相殺される。したがって、第4演算回路22からは、基本周波数の相分のq軸成分(直流)のみが出力されることになる。 Similarly, the third arithmetic circuit 21 generates the n- th order positive phase component for the q-axis portion of the fundamental frequency component dq-transformed by the fundamental frequency conversion circuit 2 and the positive phase component of the n- order harmonic superimposed thereon. The q-axis portion for the positive phase of the nth-order harmonic generated by the circuit 3 is canceled. In the fourth arithmetic circuit 22, the q-axis portion of the antiphase component of the m-order harmonic generated by the m-order antiphase component generation circuit 4 is canceled with respect to the output of the third arithmetic circuit 21. Therefore, only the q-axis component (direct current) corresponding to the positive phase of the fundamental frequency is output from the fourth arithmetic circuit 22.

上記構成によれば、三相交流信号に含まれるn次高調波(n;2以上の整数)の正相分が基本周波数変換回路2でdq変換されて出力される信号(dq変換された交流成分)と同一の信号がn次正相分生成回路3で生成される。また、三相交流信号に含まれるm次高調波(m;1または2以上の整数)が基本周波数変換回路2でdq変換されて出力される信号(dq変換された交流成分)と同一の信号がm次逆相分生成回路4で生成される。   According to the above configuration, a signal (dq-converted alternating current) obtained by dq-converting the positive-phase component of the n-th harmonic (n; an integer of 2 or more) included in the three-phase alternating-current signal by the fundamental frequency conversion circuit 2 is output. Component) is generated by the n-th order positive phase generation circuit 3. Further, the same signal as the signal (dq-converted AC component) output by dq-converting m-order harmonics (m; an integer of 1 or 2 or more) included in the three-phase AC signal by the fundamental frequency conversion circuit 2 Is generated by the m-th order negative phase generation circuit 4.

そして、n次正相分生成回路3で生成されたn次高調波の正相分とm次逆相分生成回路4で生成されたm次高調波の逆相分の信号(基本周波数と同一の周波数を有する角周波数で反時計回りに回転するdq座標系上の交流信号)は、相殺回路5に入力され、基本周波数変換回路2の出力との差分が演算される。基本周波数変換回路2の出力には、基本周波数の正相分の他にn次高調波の正相分及びm次高調波の逆相分のdq座標系上の交流成分が含まれているので、これらの交流成分がn次正相分生成回路3及びm次逆相分生成回路4で生成されたn次高調波の正相分とm次高調波の逆相分の信号と相殺される。その結果、相殺回路5からは基本周波数の正相分のdq変換値(dq座標系上の直流信号)のみが出力されることになる。 Then, a signal (the same as the fundamental frequency) of the positive phase component of the nth order harmonic generated by the nth order positive phase generation circuit 3 and the negative phase component of the mth order harmonic generated by the mth order negative phase generation circuit 4 (An AC signal on the dq coordinate system that rotates counterclockwise at an angular frequency having a frequency of 2) is input to the cancellation circuit 5 and the difference from the output of the fundamental frequency conversion circuit 2 is calculated. Since the output of the fundamental frequency conversion circuit 2 includes the AC component on the dq coordinate system for the positive phase component of the nth harmonic and the antiphase component of the mth harmonic in addition to the positive phase component of the fundamental frequency. These AC components are canceled out by the positive phase component of the nth harmonic and the negative phase signal of the mth harmonic generated by the nth order positive phase generation circuit 3 and the mth order negative phase generation circuit 4. . As a result, only the dq conversion value (DC signal on the dq coordinate system) for the positive phase of the fundamental frequency is output from the cancellation circuit 5.

このように、本実施形態の信号抽出装置1では、基本周波数の正相分を抽出するとき、従来の構成のように不要なn次高調波成分を移動平均フィルタやFIRフィルタやIIRフィルタなどを用いて移動平均演算をすることにより除去するのではなく、基本周波数の正相分を基本周波数変換回路2でdq変換したときにその出力に含まれる基本周波数の正相分以外の信号(基本周波数の逆相分、n次高調波の正相分またはm次高調波の逆相分の信号)のdq変換値(交流信号)と同一の信号をn次正相分生成回路3及びm次逆相分生成回路4で別途生成し、基本周波数変換回路2の出力からその別途生成した信号を差し引くといった方法を用いている。   As described above, in the signal extraction device 1 of the present embodiment, when extracting the positive phase component of the fundamental frequency, unnecessary n-order harmonic components are removed from the moving average filter, FIR filter, IIR filter, and the like as in the conventional configuration. Rather than removing by using the moving average calculation, a signal (basic frequency) other than the positive phase component of the basic frequency included in the output when the positive phase component of the basic frequency is dq converted by the basic frequency conversion circuit 2 The same signal as the dq conversion value (AC signal) of the negative phase component, the positive phase component of the nth harmonic or the negative phase component of the mth harmonic) A method is used in which the signal is separately generated by the phase generation circuit 4 and the separately generated signal is subtracted from the output of the basic frequency conversion circuit 2.

この方法によれば、基本周波数変換回路2のdq変換処理に同期してn次正相分生成回路3及びm次逆相分生成回路4で基本周波数の正相分以外の信号の基本周波数変換回路2におけるdq変換値と同一の信号を生成する処理が行われ、その信号で基本周波数変換回路2の出力に含まれる基本周波数の正相分以外の信号のdq変換値(交流信号)を相殺する動作がリアルタイムで行われるため、基本周波数の正相分を迅速に抽出することができる。すなわち、従来の移動平均フィルタからなるローパスフィルタを用いた場合には、除去したい周波数のフィルタリング効果が生じるのにその周波数の1周期以上のタイムラグが生じるが、本実施形態の方法では、そのタイムラグは殆どなく、信号応答性を向上させることができる。   According to this method, in synchronization with the dq conversion processing of the fundamental frequency conversion circuit 2, the fundamental frequency conversion of signals other than the positive phase component of the fundamental frequency is performed by the n-th order positive phase generation circuit 3 and the m-order negative phase generation circuit 4. A process for generating the same signal as the dq conversion value in the circuit 2 is performed, and the dq conversion value (AC signal) of the signal other than the positive phase component of the fundamental frequency included in the output of the fundamental frequency conversion circuit 2 is canceled with the signal. Since the operation to be performed is performed in real time, the positive phase component of the fundamental frequency can be quickly extracted. That is, when a low-pass filter composed of a conventional moving average filter is used, a time lag of one period or more of the frequency occurs although the filtering effect of the frequency to be removed occurs. In the method of this embodiment, the time lag is There is almost no signal responsiveness.

図4は、信号抽出装置1における三相交流信号のシミュレーション入力波形を示す図である。同図は、常時2次高調波(振幅A=0.1、周波数100Hz)が入力されている状態で時間0において振幅が「1」の基本周波数(周波数50Hz)の正相分(三相交流)を入力した場合を示している。すなわち、信号抽出装置1への入力信号として、時間0に振幅「0.1」の2次高調波が重畳された振幅「1.0」の基本周波数の正相分(三相交流)が入力されたときの信号波形を示している。   FIG. 4 is a diagram illustrating a simulation input waveform of a three-phase AC signal in the signal extraction device 1. The figure shows the positive phase component (three-phase alternating current) of the fundamental frequency (frequency 50 Hz) whose amplitude is “1” at time 0 in the state in which the second harmonic (amplitude A = 0.1, frequency 100 Hz) is always input. ) Is shown. That is, as the input signal to the signal extraction device 1, the positive phase component (three-phase alternating current) of the fundamental frequency of amplitude “1.0” obtained by superimposing the second harmonic of amplitude “0.1” at time 0 is input. The signal waveform when it is done is shown.

図5は、信号抽出装置1におけるシミュレーション出力波形を示す図である。同図において、実線で示す波形は、本実施形態に係る信号抽出装置1からの出力波形を示し、一点鎖線は、従来の移動平均フィルタからなるローパスフィルタ(以下、必要に応じて「移動平均ローパスフィルタ」という。)を用いて2次高調波を除去した場合の出力波形を示している。   FIG. 5 is a diagram showing a simulation output waveform in the signal extraction apparatus 1. In the figure, a waveform indicated by a solid line indicates an output waveform from the signal extraction device 1 according to the present embodiment, and a one-dot chain line indicates a low-pass filter composed of a conventional moving average filter (hereinafter referred to as “moving average low-pass” as necessary). The output waveform is shown when the second harmonic is removed using a filter.

同図に示すように、従来の構成では、時間0で2次高調波が重畳された基本周波数の正相分が入力されると、その後に2次高調波のdq変換値(交流成分)に対して移動平均演算が行なわれるので、そのdq変換値の振幅は漸減し、2次高調波の1周期(200msec)が経過した時点から完全なフィルタリング効果が生じ、振幅はゼロとなる。従って、2次高調波が重畳された基本周波数の正相分のdq変換値は、時間0.02から基本周波数の正相分直流のdq変換値(直流分)のみとなる。   As shown in the figure, in the conventional configuration, when the positive phase component of the fundamental frequency on which the second-order harmonic is superimposed at time 0 is input, the second-order harmonic dq conversion value (AC component) is thereafter input. On the other hand, since the moving average calculation is performed, the amplitude of the dq conversion value is gradually reduced, and a complete filtering effect is produced from the time when one period (200 msec) of the second harmonic has elapsed, and the amplitude becomes zero. Accordingly, the dq conversion value for the positive phase of the fundamental frequency on which the second harmonic is superimposed is only the dq conversion value (DC component) of the positive phase component DC of the fundamental frequency from time 0.02.

これに対し、本実施形態に係る信号抽出装置1では、時間0で2次高調波が重畳された基本周波数の正相分のdq変換処理が開始されると同時に2次高調波のdq変換値(交流成分)の相殺処理が行われるので、2次高調波が重畳された基本周波数の正相分のdq変換値は、時間0からほぼ基本周波数の正相分直流のdq変換値(直流分)のみとなり、従来の構成のように、200msecのタイムラグは生じないことがわかる。   On the other hand, in the signal extraction device 1 according to the present embodiment, the dq conversion value of the second harmonic is started at the same time as the dq conversion processing for the positive phase of the fundamental frequency on which the second harmonic is superimposed at time 0. Since the (alternating current component) canceling process is performed, the dq conversion value for the positive phase of the fundamental frequency on which the secondary harmonics are superimposed is the dq conversion value (DC component) of the positive phase component DC of the fundamental frequency from time zero. It can be seen that there is no time lag of 200 msec as in the conventional configuration.

なお、図5において、信号抽出装置1の出力波形が時間0から時間0.04の近くまで微小変動を起こしているが、これはn次正相分生成回路3の第1,第2ローパスフィルタ12,13及びm次逆相分生成回路4の第3,第4ローパスフィルタ16,17として移動平均ローパスフィルタを用いているので、これらのローパスフィルタのフィルタリング効果が生じるまでのタイムラグの期間にn次正相分生成回路3または相分生成回路からの出力に2次高調波の基本周波数変換回路2におけるdq変換値と同一の信号以外の成分が出力されることによるものである。 In FIG. 5, the output waveform of the signal extraction device 1 slightly fluctuates from time 0 to near time 0.04. This is because the first and second low-pass filters of the n-th order positive phase generation circuit 3. Since the moving average low-pass filters are used as the third and fourth low-pass filters 16 and 17 of the 12, 13 and m-th order anti-phase component generation circuit 4, n in the period of time lag until the filtering effect of these low-pass filters occurs. This is because a component other than the same signal as the dq conversion value in the fundamental frequency conversion circuit 2 of the second harmonic is output to the output from the second-order positive phase generation circuit 3 or the m-th order negative phase generation circuit 4. .

ところで、三相交流信号に含まれるn次高調波は、基本周波数に対する高調波であるから、基本周波数が何らかの要因で変動することがあれば、n次高調波はそれに応じて変動することになる。従って、n次正相分生成回路3及びm次逆相分生成回路4に入力される基本周波数の正相分が変動すると、その変動に応じて基本周波数の正相分に重畳されている基本周波数の逆相分、n次高調波の正相分及びm次高調波の逆相分も変動する。基本周波数の正相分に重畳されている信号自身が変動した場合は言うまでもない。   By the way, since the n-order harmonic contained in the three-phase AC signal is a harmonic with respect to the fundamental frequency, if the fundamental frequency fluctuates due to some factor, the n-order harmonic will fluctuate accordingly. . Accordingly, when the positive phase component of the fundamental frequency input to the n-th order positive phase component generation circuit 3 and the m-th order negative phase component generation circuit 4 varies, the basic component superimposed on the positive phase component of the fundamental frequency according to the variation. The negative phase component of the frequency, the positive phase component of the nth harmonic, and the negative phase component of the mth harmonic also vary. Needless to say, the signal itself superimposed on the positive phase of the fundamental frequency fluctuates.

上記のように、n次正相分生成回路3にはn次高調波の正相分以外の信号がdq変換された成分(交流成分)を除去するために移動平均ローパスフィルタからなる第1,第2ローパスフィルタ12,13を設けているが、基本周波数の正相分の変動に応じてn次正相分生成回路3に入力されるn次高調波の正相分以外の信号が変動した場合にもその信号を効果的に除去するためには、第1,第2ローパスフィルタ12,13の応答時定数を比較的長く設定する必要がある。m次逆相分生成回路4の移動平均ローパスフィルタからなる第3,第4ローパスフィルタ16,17についても同様である。   As described above, the n-th order positive phase component generation circuit 3 includes the first and second moving average low-pass filters for removing components (AC components) obtained by dq conversion of signals other than the positive phase components of the n-th order harmonics. Although the second low-pass filters 12 and 13 are provided, signals other than the positive-phase component of the n-th order harmonic input to the n-order positive-phase component generation circuit 3 fluctuate in accordance with the fluctuation of the fundamental frequency for the positive phase. Even in this case, in order to effectively remove the signal, it is necessary to set the response time constants of the first and second low-pass filters 12 and 13 to be relatively long. The same applies to the third and fourth low-pass filters 16 and 17 including the moving average low-pass filter of the m-th order antiphase component generation circuit 4.

しかしながら、n次正相分生成回路3の第1,第2ローパスフィルタ12,13の応答時定数を長い応答時定数に固定すると、例えば、第1,第2ローパスフィルタ12,13の応答時定数の期間中に基本周波数の正相分の変動が収束し、その時点で十分なフィルタリング効果が得られる場合にも固定化された応答時定数の期間が経過するまでフィルタリング効果が得られないという不都合が生じる。   However, if the response time constants of the first and second low-pass filters 12 and 13 of the n-th order positive phase generation circuit 3 are fixed to a long response time constant, for example, the response time constants of the first and second low-pass filters 12 and 13 are used. When the fluctuation of the positive phase of the fundamental frequency converges during this period, and even if a sufficient filtering effect is obtained at that time, the filtering effect cannot be obtained until the fixed response time constant period elapses Occurs.

例えば、第1,第2ローパスフィルタ12,13の応答時定数を基本周波数の10周期分(200msec)に設定すると、第1,第2ローパスフィルタ12,13による除去したい周波数範囲と減衰効果が向上するが、十分なフィルタリング効果が生じるまでに200msecの応答時間を要する。従って、第1,第2ローパスフィルタ12,13で移動平均演算処理が開始された後、例えば、100msecで基本周波数の変動が収束し、第1,第2ローパスフィルタ12,13の応答時定数が100msecであれば、その100msecが経過した時点で十分にフィルタリング効果が生じる場合にも第1,第2ローパスフィルタ12,13からは200msecを経過しなければ、十分にフィルタリング効果が生じない。このような不都合は、m次逆相分生成回路4の第3,第4ローパスフィルタ16,17についても同様である。 For example, if the response time constants of the first and second low-pass filters 12 and 13 are set to 10 periods (200 msec) of the basic frequency, the frequency range to be removed by the first and second low-pass filters 12 and 13 and the attenuation effect are improved. However, a response time of 200 msec is required until a sufficient filtering effect occurs. Therefore, after the moving average calculation process is started by the first and second low-pass filters 12 and 13, for example, the fluctuation of the fundamental frequency converges at 100 msec, and the response time constants of the first and second low-pass filters 12 and 13 are If it is 100 msec , even if the filtering effect is sufficiently produced at the time when 100 msec has passed, the filtering effect is not sufficiently produced unless 200 msec has passed from the first and second low-pass filters 12 and 13. . Such an inconvenience applies to the third and fourth low-pass filters 16 and 17 of the m-th order antiphase component generation circuit 4 as well.

そこで、本実施形態では、上記の不都合を解消するため、第1ないし第4ローパスフィルタ12,13,16,17を以下に示すように構成している。   Therefore, in the present embodiment, the first to fourth low-pass filters 12, 13, 16, and 17 are configured as follows in order to eliminate the above-described inconvenience.

図6は、第1ないし第4ローパスフィルタ12,13,16,17の内部構成を示す図である。各ローパスフィルタ12,13,16,17は、その内部構成がそれぞれ同様とされている。なお、第1ないし第4ローパスフィルタ12,13,16,17は、いわゆる移動平均フィルタからなるディジタルローパスフィルタによって構成されており、図6に示す内部構成は具体的なハードウェア構成を示すものではなく、ディジタル演算処理される際のソフトウェア的な概念を示すものである。   FIG. 6 is a diagram illustrating an internal configuration of the first to fourth low-pass filters 12, 13, 16, and 17. The low-pass filters 12, 13, 16, and 17 have the same internal configuration. The first to fourth low-pass filters 12, 13, 16, and 17 are configured by digital low-pass filters that are so-called moving average filters, and the internal configuration shown in FIG. 6 does not show a specific hardware configuration. Rather, it shows a software concept when digital arithmetic processing is performed.

各ローパスフィルタ12,13,16,17は、応答時定数の比較的大きいローパスフィルタ(以下、「ローパスフィルタ(大)」という。)23と、応答時定数の比較的小さいローパスフィルタ(以下、「ローパスフィルタ(小)」という。)24と、三相交流信号の変動が収束したことを検出するための変動検出部25とによって構成される。ローパスフィルタ(大)23は、本発明の「第1のローパスフィルタ」として機能し、ローパスフィルタ(小)24は、本発明の「第2のローパスフィルタ」として機能する。また、変動検出部25は、本発明の「検出手段」及び「出力変更手段」として機能する。 Each of the low-pass filters 12, 13, 16, and 17 includes a low-pass filter (hereinafter referred to as “low-pass filter (large)”) 23 having a relatively large response time constant and a low-pass filter (hereinafter referred to as “low-pass filter (large)”) having a relatively small response time constant. The low-pass filter (small) ”) 24 and a fluctuation detection unit 25 for detecting that the fluctuation of the three-phase AC signal has converged. A low-pass filter (large) 23, functions as a "first B-pass filter" of the present invention, a low-pass filter (small) 24 functions as a "second B-pass filter" of the present invention. Further, the fluctuation detecting unit 25 functions as “detecting means” and “output changing means” of the present invention.

ローパスフィルタ(大)23の応答時定数は、少なくとも基本周波数の1周期(20msec)以上であれば、基本周波数以上の周波数を除去することができるが、ローパスフィルタ(大)23の減衰率を高くするために、例えば200msecとしている。また、ローパスフィルタ(小)24の応答時定数は、例えば10msecである。また、ローパスフィルタ(大)23は、データを格納するデータ領域23aを有し、ローパスフィルタ(小)24は、ローパスフィルタ(大)23のデータ領域23aに比べ、データの格納数が小さいデータ領域24aを有している。   If the response time constant of the low-pass filter (large) 23 is at least one period (20 msec) of the fundamental frequency, frequencies above the fundamental frequency can be removed, but the attenuation rate of the low-pass filter (large) 23 is increased. Therefore, for example, it is set to 200 msec. The response time constant of the low-pass filter (small) 24 is, for example, 10 msec. The low-pass filter (large) 23 has a data area 23 a for storing data, and the low-pass filter (small) 24 is a data area in which the number of stored data is smaller than the data area 23 a of the low-pass filter (large) 23. 24a.

第1ないし第4ローパスフィルタ12,13,16,17では、入力される三相交流信号の変動時の応答特性を向上させるために、通常時には、ローパスフィルタ(大)23の出力値を用いている。そして、三相交流信号が変動し、その変動が収束したことを変動検出部25が検出したとき、ローパスフィルタ(小)24の出力値をローパスフィルタ(大)23の出力値として用いるようにしている。   In the first to fourth low-pass filters 12, 13, 16, and 17, the output value of the low-pass filter (large) 23 is normally used in order to improve response characteristics when the input three-phase AC signal fluctuates. Yes. When the fluctuation detector 25 detects that the three-phase AC signal fluctuates and the fluctuation has converged, the output value of the low-pass filter (small) 24 is used as the output value of the low-pass filter (large) 23. Yes.

図7は、ローパスフィルタ(大)23及びローパスフィルタ(小)24のデータ領域23a,24aにおけるデータの遷移状態及びそれに伴う移動平均値を示した図であり、図8は、ローパスフィルタ(大)23及びローパスフィルタ(小)24の動作を示すフローチャートである。 FIG. 7 is a diagram showing data transition states in the data regions 23a and 24a of the low-pass filter (large) 23 and the low-pass filter (small) 24 and the moving average value associated therewith. FIG. 8 shows the low-pass filter (large). 23 is a flowchart showing the operation of the low-pass filter 23 and the low-pass filter (small) 24.

ここで、仮にローパスフィルタ(小)24は、5個のデータを格納するデータ領域24aを有し、ローパスフィルタ(大)23は、50個のデータを格納するデータ領域23aを有するとする(図7(a)参照)。なお、サンプリング周期をτとした場合、ローパスフィルタ(小)24の応答時定数は5×τ、ローパスフィルタ(大)23の応答時定数は50×τでそれぞれ表される。   Here, it is assumed that the low-pass filter (small) 24 has a data area 24a for storing five data, and the low-pass filter (large) 23 has a data area 23a for storing 50 data (see FIG. 7 (a)). When the sampling period is τ, the response time constant of the low-pass filter (small) 24 is represented by 5 × τ, and the response time constant of the low-pass filter (large) 23 is represented by 50 × τ.

ローパスフィルタ(小)24は、サンプリング時毎にデータ領域24aの5個のデータの平均を算出し、ローパスフィルタ(大)23は、データ領域23aの50個のデータの平均を算出する。また、データ領域23a,24aには、初期状態でデータ「0」が格納されているとする。従って、ローパスフィルタ(小)24及びローパスフィルタ(大)23とも初期状態の移動平均値は「0」である(図7(a)参照)。なお、図7では、n次正相分変換回路11及びm次逆相分変換回路15からのd軸出力及びq軸出力として入力されるデータを「1」で示している。 The low-pass filter (small) 24 calculates the average of five data in the data area 24a every sampling time, and the low-pass filter (large) 23 calculates the average of 50 data in the data area 23a . It is assumed that data “0” is stored in the data areas 23a and 24a in the initial state. Therefore, the moving average value in the initial state of both the low-pass filter (small) 24 and the low-pass filter (large) 23 is “0” (see FIG. 7A). In FIG. 7, data input as d-axis output and q-axis output from the n-th order positive phase conversion circuit 11 and the m-th order negative phase conversion circuit 15 is indicated by “1”.

図8のフローチャートを参照すると、n次正相分変換回路11及びm次逆相分変換回路15からのd軸出力及びq軸出力のデータが入力されると、ローパスフィルタ(大)23は、そのデータをデータ領域23aにおいて記憶する(S1)。また、ローパスフィルタ(小)24もそのデータをデータ領域24aにおいて記憶する(S2)。   Referring to the flowchart of FIG. 8, when d-axis output data and q-axis output data from the n-th order positive phase conversion circuit 11 and the m-th order negative phase conversion circuit 15 are input, the low-pass filter (large) 23 is The data is stored in the data area 23a (S1). The low-pass filter (small) 24 also stores the data in the data area 24a (S2).

次いで、ローパスフィルタ(小)24及びローパスフィルタ(大)23においてフィルタリングが行われる(S3)。具体的には、ローパスフィルタ(小)24及びローパスフィルタ(大)23における移動平均値が算出される。すなわち、サンプリング1回目において、図7(b)に示すように、ローパスフィルタ(小)24及びローパスフィルタ(大)23の各データ領域の第1領域(各領域の上部に記載された数字(以下、「領域番号」という。)0参照)に「1」が格納されたとすると、ローパスフィルタ(小)24の移動平均値は1/5=0.2となり、ローパスフィルタ(大)23の移動平均値は1/50=0.02となる。   Next, filtering is performed in the low-pass filter (small) 24 and the low-pass filter (large) 23 (S3). Specifically, moving average values in the low-pass filter (small) 24 and the low-pass filter (large) 23 are calculated. That is, in the first sampling, as shown in FIG. 7 (b), the first region (the numbers described in the upper part of each region (hereinafter referred to as the numbers below)) of the low-pass filter (small) 24 and the low-pass filter (large) 23. (Referred to as “region number”) (see 0)), if “1” is stored, the moving average value of the low-pass filter (small) 24 becomes 1/5 = 0.2, and the moving average of the low-pass filter (large) 23 The value is 1/50 = 0.02.

図7(c)では、サンプリング2回目にデータが格納された場合を示している。この場合、サンプリング2回目において、ローパスフィルタ(小)24及びローパスフィルタ(大)23の各データ領域24a,23aの各第2領域(領域番号1参照)に「1」が格納されたとすると、データ「1」が2個となるので、ローパスフィルタ(小)24の移動平均値は2/5=0.4となり、ローパスフィルタ(大)23の移動平均値は2/50=0.04となる。   FIG. 7C shows a case where data is stored at the second sampling. In this case, if “1” is stored in each second area (refer to area number 1) of the data areas 24a and 23a of the low-pass filter (small) 24 and the low-pass filter (large) 23 in the second sampling, the data Since “1” is two, the moving average value of the low-pass filter (small) 24 is 2/5 = 0.4, and the moving average value of the low-pass filter (large) 23 is 2/50 = 0.04. .

その後、順次サンプリングが行われ、図7(d)に示すように、サンプリング5回目において、ローパスフィルタ(小)24及びローパスフィルタ(大)23の各データ領域24a,23aの各第5領域(領域番号4参照)に「1」が格納されると、第1〜第5領域(小文字0〜4参照)におけるデータ「1」が5個となるので、ローパスフィルタ(小)24の移動平均値は5/5=1となり、ローパスフィルタ(大)23の移動平均値は5/50=0.1となる。すなわち、ローパスフィルタ(小)24では、サンプリング5回目から正しいフィルタリング値が出力される。   Thereafter, sampling is performed sequentially. As shown in FIG. 7 (d), in the fifth sampling, the fifth regions (regions) of the data regions 24a and 23a of the low-pass filter (small) 24 and the low-pass filter (large) 23 are obtained. When “1” is stored in the number 4), the data “1” in the first to fifth areas (see lowercase letters 0 to 4) becomes five, so the moving average value of the low-pass filter (small) 24 is 5/5 = 1, and the moving average value of the low-pass filter (large) 23 is 5/50 = 0.1. That is, the low-pass filter (small) 24 outputs a correct filtering value from the fifth sampling.

図7(e)に示すように、サンプリング6回目においては、ローパスフィルタ(小)24のデータ領域24aの全てにデータが格納されているため、サンプリング6回目のデータ「1」は、データ領域24aの第1領域(領域番号0参照)に格納される。ローパスフィルタ(大)23では、データ領域23aの第6領域(領域番号5参照)にデータ「1」が格納される。このときのローパスフィルタ(小)24の移動平均値は5/5=1のままであり、ローパスフィルタ(大)23の移動平均値は6/50=0.12となる。   As shown in FIG. 7E, since the data is stored in the entire data area 24a of the low pass filter (small) 24 at the sixth sampling, the data “1” at the sixth sampling is stored in the data area 24a. In the first area (see area number 0). In the low-pass filter (large) 23, data “1” is stored in the sixth area (see area number 5) of the data area 23a. The moving average value of the low-pass filter (small) 24 at this time remains 5/5 = 1, and the moving average value of the low-pass filter (large) 23 is 6/50 = 0.12.

次いで、ローパスフィルタ(小)24の前回のフィルタリング結果(サンプリング1〜5回目における移動平均値)と、ローパスフィルタ(小)24の今回のフィルタリング結果(サンプリング2〜6回目における移動平均値)とが等しいか否かが判別される(S4)。   Next, the previous filtering result of the low-pass filter (small) 24 (moving average value at the first to fifth sampling) and the current filtering result of the low-pass filter (small) 24 (moving average value at the second to sixth sampling) are obtained. It is determined whether or not they are equal (S4).

ローパスフィルタ(小)24の前回のフィルタリング結果と、今回のフィルタリング結果とが等しい場合(S4:YES)、基本周波数及びn次高調波の変動が収束したか否かを検出するための収束時間の計測を開始又は継続する(S5)。   When the previous filtering result of the low-pass filter (small) 24 is equal to the current filtering result (S4: YES), the convergence time for detecting whether or not the fluctuations of the fundamental frequency and the n-th harmonic have converged Measurement is started or continued (S5).

すなわち、図7(e)に示すように、サンプリング6回目におけるデータ入力時に、ローパスフィルタ(小)24のデータ領域24aの第1領域(領域番号0参照)に「1」が格納される場合、ローパスフィルタ(小)24では、前回のフィルタリング結果と、今回のフィルタリング結果とが等しいので、収束時間の計測が開始される。   That is, as shown in FIG. 7E, when “1” is stored in the first area (see area number 0) of the data area 24a of the low-pass filter (small) 24 at the time of data input at the sixth sampling, In the low-pass filter (small) 24, since the previous filtering result and the current filtering result are equal, measurement of the convergence time is started.

一方、ローパスフィルタ(小)24の前回のフィルタリング結果と、今回のフィルタリング結果とが等しくない場合(S4:NO)、収束時間の計測値を「0」にリセットする(S6)。この場合、入力されるデータが連続して同じデータでないことを示し、すなわち基本周波数及びn次高調波が変動したことを示す。   On the other hand, when the previous filtering result of the low-pass filter (small) 24 and the current filtering result are not equal (S4: NO), the measurement value of the convergence time is reset to “0” (S6). In this case, it indicates that the input data is not continuously the same data, that is, that the fundamental frequency and the nth harmonic have changed.

図7(f)に示すように、サンプリング9回目におけるデータ入力時まで、ローパスフィルタ(小)24のデータ領域24aの第2〜4領域(領域番号1〜3参照)に連続して「1」が格納されると、ローパスフィルタ(小)24における前回のフィルタリング結果と今回のフィルタリング結果とは等しい状態が継続され、収束時間の計測が継続される。   As shown in FIG. 7 (f), “1” continues to the second to fourth areas (refer to area numbers 1 to 3) of the data area 24 a of the low-pass filter (small) 24 until the data is input at the ninth sampling. Is stored, the previous filtering result and the current filtering result in the low-pass filter (small) 24 are kept equal, and the convergence time measurement is continued.

その後、収束時間の計測値がローパスフィルタ(小)24の応答時定数と等しくなったか否かの判別を行い(S7)、収束時間の計測値がローパスフィルタ(小)24の応答時定数と等しくなった場合(S7:YES)、ローパスフィルタ(大)23のデータ領域23aを全て、ローパスフィルタ(小)24の移動平均値に変更する(S8)。   Thereafter, it is determined whether or not the measured value of the convergence time is equal to the response time constant of the low-pass filter (small) 24 (S7), and the measured value of the convergence time is equal to the response time constant of the low-pass filter (small) 24. If this is the case (S7: YES), the entire data area 23a of the low-pass filter (large) 23 is changed to the moving average value of the low-pass filter (small) 24 (S8).

すなわち、図7(g)に示すように、サンプリング10回目におけるデータ入力が「1」の場合、収束時間がローパスフィルタ(小)24の応答時定数と等しくなるので、ローパスフィルタ(大)23のデータ領域23aを全て、ローパスフィルタ(小)24の移動平均値である「1」に置き換える。   That is, as shown in FIG. 7G, when the data input at the 10th sampling is “1”, the convergence time is equal to the response time constant of the low-pass filter (small) 24. The entire data area 23 a is replaced with “1” which is the moving average value of the low-pass filter (small) 24.

ステップS8においてローパスフィルタ(大)23のデータ領域23aを全てローパスフィルタ(小)24の移動平均値に変更した場合、ステップS6において収束時間の計測値を「0」にリセットした場合、あるいはステップS7において収束時間がローパスフィルタ(小)24の応答時定数と等しくなっていない場合(S7:NO)、ローパスフィルタ(大)23でフィルタリングした結果、すなわちローパスフィルタ(大)23の移動平均値を出力する(S9)。   When the data area 23a of the low-pass filter (large) 23 is all changed to the moving average value of the low-pass filter (small) 24 at step S8, the convergence time measurement value is reset to “0” at step S6, or step S7 When the convergence time is not equal to the response time constant of the low-pass filter (small) 24 (S7: NO), the result of filtering by the low-pass filter (large) 23, that is, the moving average value of the low-pass filter (large) 23 is output. (S9).

図9は、ローパスフィルタ(小)24の移動平均値をローパスフィルタ(大)23の移動平均値に置き換えるときのq軸出力のシミュレーション結果を示す図である。なお、図9では説明の便宜上q軸に関する信号のみを示し、二点鎖線はローパスフィルタ(小)の出力値、点線はローパスフィルタ()の出力値(出力値を切り換えない場合)、上方の実線はm次逆相分副変換回路18の出力値、一点鎖線は基本周波数変換回路2の出力値(基本周波数の正相分)、下方の実線は相殺回路5の出力値をそれぞれ示す。 FIG. 9 is a diagram illustrating a simulation result of the q-axis output when the moving average value of the low-pass filter (small) 24 is replaced with the moving average value of the low-pass filter (large) 23. In FIG. 9, for convenience of explanation, only the signal relating to the q-axis is shown, the two-dot chain line is the output value of the low-pass filter (small), the dotted line is the output value of the low-pass filter ( large ) (when the output value is not switched), The solid line indicates the output value of the mth-order reversed-phase sub-conversion circuit 18, the alternate long and short dash line indicates the output value of the fundamental frequency conversion circuit 2 (for the positive phase of the fundamental frequency), and the lower solid line indicates the output value of the cancellation circuit 5.

図9によると、時間「0msec」で変動が発生し、期間「20〜40msec」でローパスフィルタ(小)24の移動平均値が一定値で継続しているので(図9のア参照)、その変動が収束したと見做して時間「40msec」以降においてローパスフィルタ(小)24の移動平均値をローパスフィルタ(大)23の移動平均値に置き換える(図9のイ参照)。このようにすれば、相殺回路5の出力(下方の実線参照)は、期間「0〜40msec」で振動(フィルタリングされない交流成分)が生じていたが、時間「40msec」においてその振動が抑制され、出力「−1」(dq変換値の直流成分)のみが出力される。   According to FIG. 9, fluctuation occurs at time “0 msec”, and the moving average value of the low-pass filter (small) 24 continues at a constant value during the period “20 to 40 msec” (see FIG. 9A). Assuming that the fluctuation has converged, the moving average value of the low-pass filter (small) 24 is replaced with the moving average value of the low-pass filter (large) 23 after the time “40 msec” (see a in FIG. 9). In this way, the output of the cancellation circuit 5 (see the lower solid line) was oscillated in the period “0 to 40 msec” (AC component not filtered), but the oscillation was suppressed at the time “40 msec”. Only the output “−1” (DC component of the dq conversion value) is output.

このように、収束時間の計測値がローパスフィルタ(小)24の応答時定数と等しくなった場合、すなわち基本周波数及びn次高調波の変動が収束したと検出された場合、ローパスフィルタ(小)24の移動平均値をローパスフィルタ(大)23の出力に置き換えるようにする。これにより、n次正相分生成回路3及びm次逆相分生成回路4におけるn次高調波の正相分及び逆相分のみのdq変換値の検出を、入力される三相交流信号の変動の期間に応じた適切な速度で行なうことができる。   As described above, when the measurement value of the convergence time becomes equal to the response time constant of the low-pass filter (small) 24, that is, when it is detected that the fluctuation of the fundamental frequency and the n-th harmonic has converged, the low-pass filter (small). The moving average value of 24 is replaced with the output of the low-pass filter (large) 23. Thereby, the detection of the dq conversion value of only the positive phase component and the negative phase component of the nth order harmonic in the nth order positive phase component generation circuit 3 and the mth order negative phase generation circuit 4 is performed. It can be performed at an appropriate speed according to the period of variation.

図10及び図11は、本願発明に係る信号抽出装置1が無効電力補償装置に適用された場合の電力変換システムの構成を示す図である。無効電力補償装置には、例えば負荷電流を検出するタイプと系統電圧を検出するタイプとがある。図10は、無効電力補償装置のうち負荷電流を検出するタイプを示している。この電力変換システムは、系統電源31、配電系統32及び無効電力補償装置33によって概略構成されている。   10 and 11 are diagrams showing the configuration of a power conversion system when the signal extraction device 1 according to the present invention is applied to a reactive power compensation device. The reactive power compensator includes, for example, a type that detects a load current and a type that detects a system voltage. FIG. 10 shows a type that detects a load current in the reactive power compensator. This power conversion system is roughly configured by a system power supply 31, a power distribution system 32, and a reactive power compensator 33.

系統電源31は、例えば三相交流電源からなる。系統電源31には、配線系統32が接続され、配線系統32には、抵抗分34及びインピーダンス分35が設けられる。また、配線系統32には、系統電力の力率の改善を図るための無効電力補償装置33が接続されている。無効電力補償装置33は、配線系統32に生じる無効電流の変動を抑制するために、インバータ36によって配線系統32に対して補償電流が与えられるものである。   The system power supply 31 is composed of, for example, a three-phase AC power supply. A wiring system 32 is connected to the system power supply 31, and a resistance component 34 and an impedance component 35 are provided in the wiring system 32. Further, the reactive power compensator 33 for improving the power factor of the system power is connected to the wiring system 32. The reactive power compensator 33 is a device in which a compensation current is given to the wiring system 32 by the inverter 36 in order to suppress the fluctuation of the reactive current generated in the wiring system 32.

配線系統32には、電流検出器37を介して図示しない負荷に流れる負荷電流の無効電流分を抽出するための負荷電流抽出回路38が設けられている。負荷電流抽出回路38には、本願発明の信号抽出装置1が採用される。なお、負荷電流抽出回路38では、無効電流としてのq軸の直流分のみを検出するため、q軸に関する回路構成のみとなっている。   The wiring system 32 is provided with a load current extraction circuit 38 for extracting a reactive current component of a load current flowing through a load (not shown) via a current detector 37. The load current extraction circuit 38 employs the signal extraction device 1 of the present invention. Since the load current extraction circuit 38 detects only the direct current component of the q axis as the reactive current, it has only a circuit configuration relating to the q axis.

配線系統32とインバータ36の間には電流検出器39が設けられ、電流検出器39を介してインバータ36に流れる電流を抽出するための補償電流抽出回路40が設けられている。この補償電流抽出回路40にも、本願発明の信号抽出装置1が採用されている。 A current detector 39 is provided between the wiring system 32 and the inverter 36, and a compensation current extraction circuit 40 for extracting a current flowing through the inverter 36 through the current detector 39 is provided. The compensation current extraction circuit 40 also employs the signal extraction device 1 of the present invention.

負荷電流抽出回路38及び補償電流抽出回路40には、系統電源31の位相(基本波の周波数)θがそれぞれ与えられる。すなわち、配線系統32には、変圧器41を介してPLL回路42が接続されている。PLL回路42は、上記位相θを検出するためのものであり、検出された位相θの値が負荷電流抽出回路38及び補償電流抽出回路40に出力される。 The load current extraction circuit 38 and the compensation current extraction circuit 40 are respectively provided with the phase (fundamental frequency) θ of the system power supply 31. That is, the PLL circuit 42 is connected to the wiring system 32 via the transformer 41. PLL circuit 42 is for detecting the phase theta, the value of the detected phase theta is output to the load current extraction circuit 38 and the compensation current extraction circuit 40.

負荷電流抽出回路38のq軸出力は、演算器43によって補償電流抽出回路40のq軸出力との差分が演算され、積分処理を行うためのI(integral)制御回路44を介して逆dq変換回路45に入力される。   A difference between the q-axis output of the load current extraction circuit 38 and the q-axis output of the compensation current extraction circuit 40 is calculated by the calculator 43, and an inverse dq conversion is performed via an I (integral) control circuit 44 for performing integration processing. Input to the circuit 45.

補償電流抽出回路40のd軸出力は、演算器46に入力され、直流電圧出力回路47の出力との差分が演算される。より詳細には、直流電圧出力回路47は、目標値(例えば700V)としての一定電圧を出力し演算器48(後述)を介してPI(proportional-integral)制御回路49においてPI制御されて演算器46に入力されて、補償電流抽出回路40のd軸出力との差分が演算される。演算器46の出力は、積分処理を行うためのI制御回路50を介して逆dq変換回路45に入力される。なお、演算器48では、インバータ36のコンデンサ36aの出力がLPF部51を介して入力される。   The d-axis output of the compensation current extraction circuit 40 is input to the calculator 46, and the difference from the output of the DC voltage output circuit 47 is calculated. More specifically, the DC voltage output circuit 47 outputs a constant voltage as a target value (for example, 700 V) and is PI-controlled by a PI (proportional-integral) control circuit 49 via a calculator 48 (described later). 46, and the difference from the d-axis output of the compensation current extraction circuit 40 is calculated. The output of the arithmetic unit 46 is input to the inverse dq conversion circuit 45 via the I control circuit 50 for performing integration processing. Note that in the computing unit 48, the output of the capacitor 36 a of the inverter 36 is input via the LPF unit 51.

逆dq変換回路45では、I制御回路44の出力及びI制御回路50の出力が逆dq変換された後、二相/三相変換されてPWM(Pulse Width Modulation)回路52に出力される。インバータ36は、このPWM回路52の出力によって制御される。   In the inverse dq conversion circuit 45, the output of the I control circuit 44 and the output of the I control circuit 50 are subjected to inverse dq conversion, and then subjected to two-phase / three-phase conversion and output to a PWM (Pulse Width Modulation) circuit 52. The inverter 36 is controlled by the output of the PWM circuit 52.

この無効電力補償装置33では、負荷電流に含まれるq軸成分(無効成分)を抽出するとともに、補償電流に含まれるq軸成分(無効成分)を抽出して、q軸成分同士を相殺させて逆dq変換後、その信号によってインバータ36の出力を制御している。すなわち、補償電流がゼロになるようにインバータ36の出力が制御されているので、安定化した負荷電流が得られることになる。この場合、負荷電流抽出回路38及び補償電流抽出回路40には、本実施形態の信号抽出装置1が採用されているため、負荷電流抽出回路38のq軸出力並びに補償電流抽出回路40のd軸出力及びq軸出力は、信号応答性を損なうことなく出力される。   The reactive power compensator 33 extracts the q-axis component (invalid component) included in the load current and also extracts the q-axis component (invalid component) included in the compensation current to cancel the q-axis components. After the inverse dq conversion, the output of the inverter 36 is controlled by the signal. That is, since the output of the inverter 36 is controlled so that the compensation current becomes zero, a stable load current can be obtained. In this case, since the load current extraction circuit 38 and the compensation current extraction circuit 40 employ the signal extraction device 1 of the present embodiment, the q-axis output of the load current extraction circuit 38 and the d-axis of the compensation current extraction circuit 40 are used. The output and the q-axis output are output without impairing the signal responsiveness.

図11は、本願発明に係る信号抽出装置1が系統電圧を検出するタイプの無効電力補償装置に適用された場合の構成を示す図である。図10との構成の違いについて主に述べると、この無効電力補償装置33′では、変圧器41を介して系統電圧が検出され、本実施形態の信号抽出装置1が採用されている系統電圧抽出回路53に入力される。   FIG. 11 is a diagram showing a configuration when the signal extraction device 1 according to the present invention is applied to a reactive power compensator of a type that detects a system voltage. When the difference in configuration from FIG. 10 is mainly described, in this reactive power compensator 33 ′, the system voltage is detected via the transformer 41, and the system voltage extraction in which the signal extraction apparatus 1 of the present embodiment is employed. Input to the circuit 53.

系統電圧抽出回路53では、検出された系統電圧に基づいて基本周波数正相分のd軸及びq軸成分が抽出される。これらd軸及びq軸成分は、実効値算出回路54に出力され、実効値算出回路54において系統電圧の実効値が算出される。系統電圧の実効値は、例えばd軸成分の二乗とq軸成分の二乗との和の平方根を算出することにより求められる。   The system voltage extraction circuit 53 extracts the d-axis and q-axis components for the basic frequency positive phase based on the detected system voltage. These d-axis and q-axis components are output to the effective value calculation circuit 54, and the effective value calculation circuit 54 calculates the effective value of the system voltage. The effective value of the system voltage is obtained, for example, by calculating the square root of the sum of the square of the d-axis component and the square of the q-axis component.

系統電圧の実効値は、演算器55に入力され、系統電圧出力回路56からの目標値としての系統電圧値との差分が演算される。実効値算出回路54からの系統電圧の実効値と、系統電圧出力回路56からの目標値との差分は、PI制御回路57においてPI制御され、演算器43において補償電流抽出回路40からのq軸出力との差分が演算される。これにより、系統電圧が目標値に一致するように制御される。   The effective value of the system voltage is input to the calculator 55, and the difference from the system voltage value as the target value from the system voltage output circuit 56 is calculated. The difference between the effective value of the system voltage from the effective value calculation circuit 54 and the target value from the system voltage output circuit 56 is PI-controlled by the PI control circuit 57, and the q-axis from the compensation current extraction circuit 40 is calculated by the computing unit 43. The difference from the output is calculated. As a result, the system voltage is controlled to match the target value.

もちろん、この発明の範囲は上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば、信号抽出装置1における各回路の構成は、各回路の機能を逸脱しない範囲で任意の構成にすることができる。   Of course, the scope of the present invention is not limited to the embodiment described above. For example, the configuration of each circuit in the signal extraction device 1 can be arbitrarily configured without departing from the function of each circuit.

本願発明に係る信号抽出装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the signal extraction apparatus which concerns on this invention. 基本周波数成分の抽出方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the extraction method of a fundamental frequency component. 基本周波数変換回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a fundamental frequency converter circuit. 信号抽出装置における三相交流信号のシミュレーション入力波形を示す図である。It is a figure which shows the simulation input waveform of the three-phase alternating current signal in a signal extraction device. 信号抽出装置におけるシミュレーション出力波形を示す図である。It is a figure which shows the simulation output waveform in a signal extraction apparatus. 第1ないし第4ローパスフィルタの内部構成を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of a 1st thru | or 4th low-pass filter. ローパスフィルタ(大)及びローパスフィルタ(小)のデータ領域におけるデータの遷移状態及びそれにともなう移動平均値を示した図である。It is the figure which showed the transition state of the data in the data area | region of a low-pass filter (large) and a low-pass filter (small), and the moving average value accompanying it. ローパスフィルタ(大)及びローパスフィルタ(小)の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of a low-pass filter (large) and a low-pass filter (small). ローパスフィルタ(小)の移動平均値をローパスフィルタ(大)の移動平均値に置き換えるときのq軸出力のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of q-axis output when replacing the moving average value of a low-pass filter (small) with the moving average value of a low-pass filter (large). 本願発明に係る信号抽出装置が無効電力補償装置に適用された場合の電力変換システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power conversion system when the signal extraction apparatus which concerns on this invention is applied to a reactive power compensation apparatus. 本願発明に係る信号抽出装置が無効電力補償装置に適用された場合の電力変換システムの他の構成を示す図である。It is a figure which shows the other structure of the power conversion system at the time of the signal extracting device which concerns on this invention being applied to the reactive power compensation apparatus. 従来の無効電力補償装置の構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the conventional reactive power compensation apparatus.

1 信号抽出装置
2 基本周波数回転座標変換回路
3 n次高調波正相分生成回路
4 m次高調波逆相分生成回路
5 相殺回路
5 フィルタ部
6 三相/二相変換部
7 dq変換部
11 n次高調波正相分回転座標変換回路
12 第1ローパスフィルタ
13 第2ローパスフィルタ
14 n次正相分副変換回路
15 m次高調波逆相分回転座標変換回路
16 第3ローパスフィルタ
17 第4ローパスフィルタ
18 m次逆相分副変換回路
19 第1演算回路
20 第2演算回路
21 第3演算回路
22 第4演算回路
23 ローパスフィルタ(大)
24 ローパスフィルタ(小)
25 変動検出部
31 系統電源
32 配電系統
33 無効電力補償装置
36 インバータ
38 負荷電流抽出回路
40 補償電流抽出回路
42 PLL回路
44 I制御回路
45 逆dq変換回路
47 直流電圧出力回路
49 PI制御回路
52 PWM回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Signal extraction device 2 Fundamental frequency rotation coordinate conversion circuit 3 Nth-order harmonic positive phase generation circuit 4 m-order harmonic antiphase generation circuit 5 Cancellation circuit 5 Filter unit 6 Three-phase / two-phase conversion unit 7 dq conversion unit 11 nth-order harmonic positive phase rotation coordinate conversion circuit 12 first low-pass filter 13 second low-pass filter 14 n-order positive phase sub-conversion circuit 15 m-order harmonic reverse phase rotation coordinate conversion circuit 16 third low-pass filter 17 fourth Low-pass filter 18 m-order negative phase sub-conversion circuit 19 First arithmetic circuit 20 Second arithmetic circuit 21 Third arithmetic circuit 22 Fourth arithmetic circuit 23 Low-pass filter (large)
24 Low pass filter (small)
25 Fluctuation Detection Unit 31 System Power Supply 32 Distribution System 33 Reactive Power Compensation Device 36 Inverter 38 Load Current Extraction Circuit 40 Compensation Current Extraction Circuit 42 PLL Circuit 44 I Control Circuit 45 Reverse dq Conversion Circuit 47 DC Voltage Output Circuit 49 PI Control Circuit 52 PWM circuit

Claims (7)

基本周波数に所定次数の高調波が重畳された三相交流信号から当該基本周波数を抽出するための信号抽出装置であって、
前記三相交流信号を前記基本周波数と同一の周波数を有する角周波数で回転する第1の直交座標系の二相信号に変換する第1の三相/二相変換演算処理により、前記三相交流信号を前記第1の直交座標系の二相信号に変換する第1の三相/二相変換手段と、
所定の演算処理により、前記三相交流信号から、前記第1の三相/二相変換手段によって前記第1の直交座標系の二相信号に変換された前記所定次数の高調波と同一の二相信号を生成する高調波生成手段と、
前記第1の三相/二相変換手段から出力される二相信号と前記高調波生成手段から出力される二相信号との差分を演算することにより、前記第1の三相/二相変換手段の出力に含まれる前記所定次数の高調波を相殺する高調波相殺手段と、
を備えることを特徴とする信号抽出装置。
A signal extraction device for extracting the fundamental frequency from a three-phase AC signal in which a harmonic of a predetermined order is superimposed on the fundamental frequency,
The three-phase alternating current signal is converted into a two-phase signal in a first orthogonal coordinate system that rotates at an angular frequency having the same frequency as the fundamental frequency by the first three-phase / two-phase conversion calculation process. First three-phase / two-phase conversion means for converting a signal into a two-phase signal of the first orthogonal coordinate system;
The predetermined two-order harmonics converted from the three-phase AC signal into the two-phase signal of the first orthogonal coordinate system by the first three-phase / two-phase conversion means by a predetermined arithmetic process. Harmonic generation means for generating a phase signal;
The first three-phase / two-phase conversion is performed by calculating a difference between the two-phase signal output from the first three-phase / two-phase conversion means and the two-phase signal output from the harmonic generation means. Harmonic cancellation means for canceling the harmonics of the predetermined order included in the output of the means;
A signal extraction device comprising:
前記高調波生成手段は、
前記三相交流信号を前記所定次数の高調波と同一の周波数を有する角周波数で回転する第2の直交座標系の二相信号に変換する第2の三相/二相変換演算処理により、前記三相交流信号を前記第2の直交座標系の二相信号に変換する第2の三相/二相変換手段と、
前記第2の三相/二相変換手段により変換された前記第2の直交座標系の二相信号に含まれる交流信号を除去するフィルタ手段と、
前記第1の直交座標系に対する前記第2の直交座標系の相対的な角周波数で前記第2の直交座標系を回転させる演算処理により、前記フィルタ手段から出力される前記第2の直交座標系の二相信号を前記第1の直交座標系の二相信号に変換する座標変換手段と、
によって構成されている、請求項1に記載の信号抽出装置。
The harmonic generation means includes
By a second three-phase / two-phase conversion calculation process for converting the three-phase alternating current signal into a two-phase signal in a second orthogonal coordinate system that rotates at an angular frequency having the same frequency as the harmonic of the predetermined order, Second three-phase / two-phase conversion means for converting a three-phase AC signal into a two-phase signal in the second orthogonal coordinate system;
Filter means for removing an AC signal included in the two-phase signal of the second orthogonal coordinate system converted by the second three-phase / two-phase conversion means;
The second orthogonal coordinate system output from the filter means by an arithmetic process of rotating the second orthogonal coordinate system at a relative angular frequency of the second orthogonal coordinate system with respect to the first orthogonal coordinate system. Coordinate conversion means for converting the two-phase signal of the first to a two-phase signal of the first orthogonal coordinate system;
The signal extraction device according to claim 1, comprising:
前記高調波生成手段は、
少なくとも前記基本周波数の三相交流信号の回転方向と同一方向に回転する7次の高調波の正相成分、または前記基本周波数の三相交流信号の回転方向と逆方向に回転する前記基本周波数及び5次の高調波の逆相分の二相信号を生成する、請求項1または2に記載の信号抽出装置。
The harmonic generation means includes
A positive-phase component of a seventh harmonic that rotates at least in the same direction as the rotation direction of the three-phase AC signal of the fundamental frequency, or the fundamental frequency that rotates in a direction opposite to the rotation direction of the three-phase AC signal of the fundamental frequency; The signal extraction device according to claim 1, wherein a two-phase signal corresponding to a reverse phase of a fifth harmonic is generated.
前記フィルタ手段は、
前記基本周波数の所定の応答時定数を有する第1のローパスフィルタで構成されている、請求項2または3に記載の信号抽出装置。
The filter means includes
4. The signal extraction device according to claim 2, comprising a first low-pass filter having a predetermined response time constant of the fundamental frequency.
前記フィルタ手段は、
前記第1のローパスフィルタに並列に接続された、前記第1のローパスフィルタの応答時定数よりも短い応答時定数を有する第2のローパスフィルタと、
前記第2のローパスフィルタの出力値が一定値になってその一定値が所定の時間以上継続していることを検出する検出手段と、
前記検出手段により前記一定値が所定の時間以上継続したことが検出されると、前記第1のローパスフィルタの出力値を前記第2のローパスフィルタの出力値に変更する出力変更手段と、
を更に備える、請求項4に記載の信号抽出装置。
The filter means includes
A second low-pass filter connected in parallel to the first low-pass filter and having a response time constant shorter than the response time constant of the first low-pass filter;
Detecting means for detecting that the output value of the second low-pass filter becomes a constant value and the constant value continues for a predetermined time;
An output changing means for changing the output value of the first low-pass filter to the output value of the second low-pass filter when the detecting means detects that the constant value has continued for a predetermined time or more;
The signal extraction device according to claim 4, further comprising:
交流電源と電力系統との間に設けられ、前記交流電源から供給される交流電力の力率を改善するために前記電力系統に流れる負荷電流に対して補償電流を供給する無効電力補償装置であって、
前記負荷電流を検出する負荷電流検出回路と、
前記補償電流を検出する補償電流検出回路と、を備え、
前記負荷電流検出回路及び前記補償電流検出回路には、請求項1ないし5のいずれかに記載の信号抽出装置が用いられていることを特徴とする無効電力補償装置。
A reactive power compensator that is provided between an AC power supply and a power system and supplies a compensation current to a load current flowing in the power system in order to improve the power factor of the AC power supplied from the AC power supply. And
A load current detection circuit for detecting the load current;
A compensation current detection circuit for detecting the compensation current,
6. The reactive power compensator according to claim 1, wherein the load current detection circuit and the compensation current detection circuit use the signal extraction device according to claim 1.
交流電源と電力系統との間に設けられ、系統電圧を安定化させるために前記電力系統に対して補償電流を供給する無効電力補償装置であって、
前記系統電圧を検出する系統電圧検出回路と、
前記補償電流を検出する補償電流検出回路と、を備え、
前記系統電圧検出回路及び前記補償電流検出回路には、請求項1ないし5のいずれかに記載の信号抽出装置が用いられていることを特徴とする無効電力補償装置。
A reactive power compensator that is provided between an AC power supply and a power system and supplies a compensation current to the power system in order to stabilize a system voltage,
A system voltage detection circuit for detecting the system voltage;
A compensation current detection circuit for detecting the compensation current,
6. The reactive power compensator according to claim 1, wherein the system voltage detection circuit and the compensation current detection circuit use the signal extraction device according to claim 1.
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