JP2000236628A - アクティブフィルタの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数台のアクティブフィルタの台数制御を効
率的にかつ円滑に行うことにある。 【解決手段】 制限機能付き、かつ、被補償電流の量に
より起動停止を判定する機能を有するアクティブフィル
タを使用し、負荷電流から第１のアクティブフィルタの
出力電流を差し引いた信号を第２のアクティブフィルタ
の被補償電流とし、第ｎのアクティブフィルタの被補償
電流から第ｎのアクティブフィルタの出力電流を差し引
いた信号を第（ｎ＋１）のアクティブフィルタの被補償
電流とする方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種電子、電気機
器が発生する高調波電流を補償するアクティブフィルタ
の制御 方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アクティブフィルタは、各種電子機器、
電気機器が発生する高調波電流が電源に流出することを
防止するために設けられる。その際、補償対象である電
子機器、電気機器などの負荷の大きさの増減により、発
生する高調波も増減し、必要なアクティブフィルタの出
力容量も増減する。負荷が小さく、発生する高調波も少
ない場合には、アクティブフィルタの出力容量も小さく
てよい。このような場合には大きな容量のアクティブフ
ィルタを使用することは、損失も大きくすることにな
り、不経済である。従来、負荷の大きさが変化する負荷
に対しては、最大補償電力必要量に対して小さな出力容
量のアクティブフィルタを数台設けて、負荷および高調
波の増減に応じて運転するアクティブフィルタの台数を
変えていた。

【０００３】図６に従来のアクティブフィルタによる高
調波補償システムの構成を示す。図中、１は電源、２は
負荷であり、高調波を発生する電子機器、電気機器を示
す。負荷２は１台の機器の場合も、複数台の機器からな
る場合も有る。３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄはアク
ティブフィルタを示し、前記機器の発生する高調波電流
を補償する。

【０００４】３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄとして使
用されるアクティブフィルタの構成例を図７に示す。図
７中、 ３１は３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを示
す。３０２はフィルタコンデンサ、３０３はリアクト
ル、３０１はコンバータ部、３０５は直流コンデンサ、
３０４は電流検出器を示す。６は、負荷電流など補償す
べき高調波を含んだ被補償電流である。３０６は被補償
電流６から補償電流指令を算出する電流演算回路であ
る。加算器３０８は、コンバータ電流指令と変流器３０
４にて検出されたコンバータの入力電流との誤差を算出
する。該誤差信号はゲート増幅器３０９を介してコンバ
ータ部３０１を制御し、コンバータ入力電流をコンバー
タ電流指令と同じ波形に制御する。

【０００５】図６中、２２は負荷２への電流を検出する
変流器である。該変流器２２の２次側には、各アクティ
ブフィルタに対応して、アクティブフィルタ３１ａに対
しては電流検出抵抗５２ａ、アクティブフィルタ３１
ｂ、３１ｃ、３１ｄに対応して電流検出抵抗５２ｂ、５
２ｃ、５２ｄとスイッチ８ｂ、８ｃ、８ｄとの直列回路
が設けられて、該直列回路及び電流検出抵抗５２ａは並
列に接続されている。抵抗５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５
２ｄは前記変流器３０４の検出電流を電圧に変換する抵
抗であり、該抵抗の電圧はアクティブフィルタ３１ａ、
３１ｂ、３１ｃ、３１ｄへの被補償電流６２ａ、６２
ｂ、６２ｃ、６２ｄとなる。スイッチ８ｂ、８ｃ、８ｄ
は指令回路２３からの指令により該当するアクティブフ
ィルタが運転すべき時に閉路する。該指令回路２３は、
負荷の機器２の運転台数や、負荷電流や高調波電流の大
きさから運転すべきアクティブフィルタの運転台数を判
定する。

【０００６】負荷が軽負荷あるいは負荷の運転台数が少
ない場合には、スイッチ８ｂ、８ｃ、８ｄは開路され、
変流器２２で検出された電流はすべて検出抵抗６２ａに
流れ、アクティブフィルタ３１ａへの被補償電流信号６
２ａとなり、アクティブフィルタ３１ａは負荷２が発生
するすべての高調波電流を補償するように動作する。負
荷が増加あるいは運転台数が増加した時には、スイッチ
８ｂ、８ｃ、８ｄは順次閉路される。この時、変流器２
２で検出された電流は、閉路されたスイッチ数Ｎに応じ
て、検出抵抗６２ａと、閉路されたスイッチと直列の抵
抗とに分流し、アクティブフィルタ３１ａ及び閉路され
たスイッチに対応するアクティブフィルタには負荷電流
の１／（Ｎ＋１）が被補償電流として送られ、各アクテ
ィブフィルタは負荷が発生する高調波の１／（Ｎ＋１）
を補償するように動作する。以上のように、必要な補償
電力に応じてアクティブフィルタの台数を変化させて、
効率的な運転をすることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記の従来の例では、
負荷の機器の負荷量や運転台数を検出し、アクティブフ
ィルタの運転台数を指令する指令回路２３が必要であ
り、該回路は負荷機器の増設時などには、新たな負荷の
状態に応じて、指令回路の判定方法を検討し直したり、
判定回路を増設しなければならない。また、アクティブ
フィルタの運転台数が１台から２台、２台から１台など
運転台数の切り替わりの際には、各アクティブフィルタ
にとっては、おおきな負荷変動になり、大きな過渡変動
を生じることになる。本発明は、上記の欠点に鑑み、運
転台数に切り替えのための指令回路を設けることなく、
しかも自動的にアクティブフィルタの運転台数を変化す
る方法を提供するものである。また、運転台数切り替え
時の過渡変動を小さくするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では上記の目的を
実現するために、請求項１において、被補償電流を入力
とし、該被補償電流の高調波成分を算出し、該算出値を
電流指令としてアクティブフィルタを制御することによ
り前記被補償電流の高調波を補償する機能を有するアク
ティブフィルタを複数台設けて負荷の発生する高調波を
補償するシステムに係わり、前記各アクティブフィルタ
は、前記各アクティブフィルタの出力電流が第１の所定
の状態を超えないように制限する制限機能と、前記電流
指令が第２の所定の状態以下の時には運転を停止する運
転停止機能とを有するとともに、第１のアクティブフィ
ルタは負荷電流を被補償電流とし、第２のアクティブフ
ィルタは、負荷電流と第１のアクティブフィルタの出力
電流との差を被補償電流とし、第３のアクティブフィル
タは、負荷電流と、第１のアクティブフィルタの出力電
流と第２のアクティブフィルタの出力電流の和との差を
被補償電流とし、同様に、第Ｎのアクティブフィルタは
負荷電流と第１から第（Ｎ−１）のアクティブフィルタ
の出力電流の和との差を被補償電流とする方法である。

【０００９】また、請求項２において、具体的な被補償
電流の算出方法として、負荷電流を検出する第１の変流
器、第１のアクティブフィルタの出力電流を検出する第
２の変流器、同様に第（Ｎ−１）のアクティブフィルタ
の出力電流を検出する第Ｎの変流器を有し、前記第１か
ら第Ｎまでの変流器を片側を共通に接続し、第１の変流
器の他端と第２の変流器の他端との間に第１の検出用の
抵抗を設け、同様に第（Ｎ−１）の変流器の他端と第Ｎ
の変流器の他端との間に第Ｎの検出抵抗を設け、第１の
検出抵抗の電圧を第１のアクティブフィルタの被補償電
流として入力し、同様に第Ｎの検出抵抗の電圧を第Ｎの
アクティブフィルタの被補償電流として入力するように
した方法である。

【００１０】その作用は、上述した回路によれば、軽負
荷時には負荷電流を被補償電流として入力される第１の
アクティブフィルタが、負荷電流に含まれる全高調波を
補償し、第１のアクティブフィルタの入力電流と負荷電
流の高調波との差は零となる。 したがって、第２のア
クティブフィルタに入力される被補償電流に含まれる高
調波も零であり、第２のアクティブフィルタの電流指令
はアクティブフィルタの第２の所定状態以下であるの
で、第２のアクティブフィルタは運転停止機能により停
止の状態となる。

【００１１】負荷電流が増大し、高調波電流も増大し、
高調波成分が第１のアクティブフィルタの第１の所定の
状態を超えると第１のアクティブフィルタは制限機能が
動作し、該アクティブフィルタはすべての高調波を補償
できなくなる。したがって、第１のアクティブフィルタ
の入力電流と負荷電流の高調波とに差が現れ、第２のア
クティブフィルタに入力される被補償電流にも高調波が
含まれ、該高調波による第２のアクティブフィルタの電
流指令がアクティブフィルタの第２の所定状態を超える
と、第２のアクティブフィルタは運転停止機能により運
転状態となり、入力された被補償電流に含まれる高調波
をすべて補償する。この状態では、第１および第２のア
クティブフィルタによりすべての高調波が補償されるの
で、第３のアクティブフィルタに入力される被補償電流
は零であり、第３のアクティブフィルタは停止してい
る。

【００１２】さらに、負荷が増大し、高調波も増加する
と、第２のアクティブフィルタも制限機能が動作し、補
償されない高調波が発生する為、第３のアクティブフィ
ルタに入力される被補償電流に高調波が含まれるように
なり、前記第２のアクティブフィルタと同様に運転状態
に移る。以下、負荷の発生する高調波の量に応じて、順
次アクティブフィルタの運転台数が増加して行く。以
下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１に本発明の実施例を示す。図
１中、図６と同じ記号を付したものは同じものを示す。
２１は負荷電流を検出する電流検出器、４ａ、４ｂ、４
ｃはアクティブフィルタ３ａ、３ｂ、３ｃの出力電流を
検出する電流検出器である。５ｂ、５ｃ、５ｄは加算器
である。６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄはアクティブフィルタ
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄへの被補償電流を示す。図１中
の３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄはアクティブフィルタを示
す。

【００１４】該アクティブフィルタの構成を図３に示
す。図３では図７に加えて、制限回路３０７と、運転停
止判定回路３１０が追加されている。

【００１５】制限回路３０７は、コンバータ部３０１が
過負荷になるのを防止するために、前記補償電流指令が
規定の状態より大きくなると補償電流指令を制限したコ
ンバータ電流指令を出力する。制限回路３０７の１例を
図４に示す。

【００１６】図４中、３２２は掛け算器を示す。３２１
は入力が規定の状態より小さい時は出力は１、入力が規
定の状態より大きい時には入力と規定の状態との比率の
逆数を出力する関数発生器である。したがって、掛け算
器３２２の出力は、入力が規定の状態以下の時には、入
力の状態がそのまま出力されるが、入力が規定の状態よ
りも大きい時には規定の状態に一定になる。３２１に示
した横軸の特性としては実効値、平均値、瞬時値、ピー
ク値などが選ばれる.。したがって、制限回路３０７の
入力である補償電流指令を実効値、平均値、瞬時値、ピ
ーク値などの特性値を規定の値になるように縮小する回
路である。

【００１７】運転停止判定回路３１０は補償電流指令の
有無を判定するものであり、補償電流指令が零に近い所
定の状態よりも小さい時には“０”を出力しゲート増幅
器３０９の出力を停止し、補償電流指令が所定の状態よ
りも大きい時には“１”を出力しゲート増幅器３０９の
出力を許可する。

【００１８】図１の動作を説明する。負荷の電流を検出
する電流検出器２１の出力が第１のアクティブフィルタ
３ａに被補償電流６ａとして与えられる。負荷が停止中
は電流検出器２１の出力は零であり、第１のアクティブ
フィルタ３ａへの被補償電流６ａも零である。したがっ
て、アクティブフィルタ３ａ内で算出される補償電流指
令も零であり、運転停止判定回路３１０の出力も“０”
となり、第１のアクティブフィルタ３ａは停止してい
る。

【００１９】負荷が起動されて負荷電流が流れると、電
流検出器２１の出力は、被補償電流６ａとして第１のア
クティブフィルタ３ａに与えられ、電流演算回路３０６
から補償電流指令が出力される。運転停止判定回路３１
０は補償電流指令の発生を検出し、ゲート増幅器３０９
に“１”を出力し、第１のアクティブフィルタ３ａが起
動される。負荷電流が小さく、高調波電流も小さい時に
は、第１のアクティブフィルタ３ａは、被補償電流６ａ
に含まれるすべての高調波電流を補償することができ
る。この状態では、電流検出器４ａで検出される第１の
アクティブフィルタ３ａの出力電流と、負荷電流に含ま
れる高調波電流成分つまり第１のアクティブフィルタ３
ａに与えられる被補償電流６ａの高調波電流成分とは等
しく、、加算器５ｂで算出される第２のアクティブフィ
ルタ３ｂへの被補償電流６ｂに含まれる高調波成分は零
となり、第２のアクティブフィルタ３ｂ内の電流演算回
路の出力も零となり、運転停止判定回路は“０”を出力
し、第２のアクティブフィルタ３ｂは停止したままであ
る。

【００２０】さらに負荷が増加し、第１のアクティブフ
ィルタ３ａに与えられる被補償電流６ａの高調波電流が
増加し、電流演算回路３０６の出力が規定の状態以上に
なると、第１のアクティブフィルタ３ａ内の制限回路３
０７の機能により電流指令は規定の状態に制限され、第
１のアクティブフィルタ３ａの出力電流も規定の状態に
制限される。したがって、電流検出器４ａで検出される
第１のアクティブフィルタ３ａの出力電流と、負荷電流
に含まれる高調波電流成分つまり第１のアクティブフィ
ルタ３ａに与えられる被補償電流６ａの高調波電流成分
とに差が生じ、加算器５ｂで算出される第２のアクティ
ブフィルタ３ｂへの被補償電流６ｂには、前記の差が含
まれる。したがって、第２のアクティブフィルタ３ｂ内
の電流演算回路３０６は前記の差に相当する出力を発生
し、運転停止判定回路３１０は“１”を出力し、第２の
アクティブフィルタ３ｂは起動される。この状態では、
第２のアクティブフィルタ３ｂは前記の差、つまり負荷
電流に含まれる高調波電流成分と第１のアクティブフィ
ルタ３ａの出力電流との差は小さく、第２のアクティブ
フィルタ３ｂへの被補償電流６ｂに含まれる高調波電流
成分も小さく、第２のアクティブフィルタ３ｂは、この
高調波電流成分をすべて補償することができる。この状
態では、加算器５ｃで演算される第３のアクティブフィ
ルタ３ｃへの被補償電流６ｃに含まれる高調波電流成分
は零であり、第３のアクティブフィルタ３ｃは停止した
ままである。

【００２１】さらに負荷電流および負荷電流に含まれる
高調波電流が増加すると、第２のアクティブフィルタ３
ｂへの被補償電流６ｂに含まれる高調波電流成分が増大
し、やがて電流演算回路３０６の出力が規定の状態に達
し、制限回路３０７の機能により電流指令は制限され、
被補償電流６ｂに含まれる高調波電流成分と、第２のア
クティブフィルタ３ｂの出力電流とに差が生じる。該差
は、加算器６ｃの出力つまり、第３のアクティブフィル
タ３ｃへの被補償電流６ｃに含まれ、第３のアクティブ
フィルタ３ｃが起動される。

【００２２】以下同様に、負荷電流に含まれる高調波電
流が増加するにしたがい、順次運転されるアクティブフ
ィルタの台数が増えて行く。

【００２３】負荷電流をＩL、負荷電流の基本波成分を
ＩLL、負荷電流の高調波成分ＩLHとし、第１のアクティ
ブフィルタへの被補償電流をＩ1Cとすると Ｉ1C＝ＩL＝ＩLL＋ＩLH （１） と表せる。第１のアクティブフィルタ３ａへの被補償電
流６ａは式（１）のＩ1Cが与えられ、第１のアクティブ
フィルタ３ａは上式の高調波成分ＩLHを補償する。つま
り、第１のアクティブフィルタの出力電流をＩ1とし、
第１のアクティブフィルタの制限回路３０７による規定
の状態の出力電流をＩ1rとすると、負荷電流の高調波成
分ＩLHがＩ1rよりも小さい状態においては、第１のアク
ティブフィルタ３ａの出力電流はＩ1は負荷電流の高調
波成分ＩLHと等しい。つまり Ｉ1＝ＩLH 但し ＩLH＜Ｉ1r （１．１） Ｉ1＝Ｉ1r 但し ＩLH＞Ｉ1r （１．２） となる。

【００２４】第２のアクティブフィルタへの被補償電流
６ｂをＩ２ｃとすると Ｉ2C＝Ｉ1C−Ｉ1＝ＩLL＋（ＩLH−Ｉ1） （２） で示される。負荷電流の高調波成分ＩLHがＩ1rよりも小
さい状態においては、式（１．１）の状態にあるから式
２の括弧内は零であり、第２のアクティブフィルタへの
被補償電流には基本波成分ＩＬＬしかふくまれないか
ら、第２のアクティブフィルタの電流演算回路の出力は
零であり、第２のアクティブフィルタは停止状態にな
る。 負荷の高調波電流ＩLHが増加し、第１のアクティ
ブフィルタの規定の状態の出力電流をＩ1rを超えると、
式（１．２）の状態となり、式２の括弧内は値を持つよ
うになり、第２のアクティブフィルタの電流演算回路の
出力が発生し、第２のアクティブフィルタは運転状態に
なり、その出力電流Ｉ2は次式となる。 Ｉ2＝ＩLH−Ｉ1r 但し ＩLH−Ｉ1r＜Ｉ2r （２．１） Ｉ2＝Ｉ2r 但し ＩLH−Ｉ1r＞Ｉ2r （２．２） 但し、Ｉ2rは第２のアクティブフィルタの制限回路３０
７による規定の状態の出力電流を示す。

【００２５】第３のアクティブフィルタへの被補償電流
６ｃをＩ３ｃとすると Ｉ3C＝Ｉ2C−Ｉ2＝ＩLL＋（ＩLH−Ｉ1r−Ｉ2） （３） であり、式（２．１）の状態では、式３の括弧内は零で
あり第３のアクティブフィルタは停止しており、式
（２．２）の状態、すなはち、第２のアクティブフィル
タの出力が規定の状態を超えようとした時から式３の括
弧内が値を持ち、第３のアクティブフィルタが運転され
る。その出力電流Ｉ3 は次式となる。 Ｉ3＝ＩLH−(Ｉ1r+Ｉ2r) 但し ＩLH−(Ｉ1r+Ｉ2r)＜Ｉ3r （３．１ ） Ｉ3＝Ｉ3r 但し ＩLH−(Ｉ1r+Ｉ2r)＞Ｉ3r （３．２） 但し、Ｉ3rは第３のアクティブフィルタの制限回路３０
７による規定の状態の出力電流を示す。

【００２６】同様に３台以上の任意に台数についても、
第Ｎのアクティブフィルタへの被補償電流をＩNC、第Ｎ
のアクティブフィルタの出力電流をＩN、第Ｎのアクテ
ィブフィルタの規定の状態の出力電流をＩNrとすると、
次式4のように構成することにより、負荷の高調波電流
の大きさに応じて、順次にアクティブフィルタを起動す
ることができ、各アクティブフィルタの出力電流は式
（４．１）、（４．２）のようになる。

【００２７】 ＩNC＝Ｉ(N-1)C−Ｉ(N-1)＝ＩLL＋（ＩLH−（Ｉ1r＋Ｉ2r＋…＋Ｉ(N-2)r＋Ｉ( N-1)）） （４） ＩN＝ＩLH−（Ｉ1r＋Ｉ2r＋…＋Ｉ(N-2)r＋Ｉ(N-1)r） 但しＩLH−（Ｉ1r＋Ｉ2r＋…＋Ｉ(N-2)r＋Ｉ(N-1)r）＜ＩNr （４．１） ＩN＝ＩNr 但しＩLH−（Ｉ1r＋Ｉ2r＋…＋Ｉ(N-2)r＋Ｉ(N-1)ｒ）＞ＩNr （４．２ ） 式（４）、（４．１）、（４．２）においては、Ｎは３
以上の整数である。

【００２８】本発明の請求項２の実施例を図２に示す。
図２は、図１と同じ符号を付したものは同じものを示
す。また、図２は第１の実施例図１における、被補償電
流の生成の方法の別の例を示したものである。図２中、
２２は負荷電流検出用の変流器、４１ａ、４１ｂ、４１
ｃは第１から第３のアクティブフィルタの出力電流を検
出する変流器であり、５１ａから５１ｄは抵抗である。

【００２９】負荷電流検出用の変流器２２の２次巻線
と、第１から第３のアクティブフィルタの出力電流を検
出する変流器４１ａ、４１ｂ、４１ｃの２次巻線とは、
その一端は共通に接続され、他端には２２と４１ａの間
には抵抗５１ａがつながれ、４１ａと４１ｂの間には５
１ｂ、４１ｂと４１ｃの間には５１ｃが接続され、前記
共通に接続された一端と４１ｃの他端との間に抵抗５１
ｄが接続される。６１ａから６１ｄは抵抗５１ａから５
１ｄの両端電圧であり各アクティブフィルタへの被補償
電流であり、図１の６ａから６ｄに相当する。

【００３０】図２では、電流検出器として変流器と抵抗
を使用し、図１における加算器の機能を変流器と抵抗の
結線の方法により実現している。図２の動作を説明す
る。

【００３１】負荷２が停止中は電流検出器２２の２次電
流は零であり、抵抗５１ａから５１ｄのすべての電圧は
零であり、第１のアクティブフィルタ３ａへの被補償電
流６１ａも零であり、したがって、アクティブフィルタ
３ａ内で算出される補償電流指令も零であり、運転停止
判定回路３１０の出力も“０”となり、第１のアクティ
ブフィルタ３ａは停止している。

【００３２】また、第２から第４のアクティブフィルタ
についても同様に停止している。負荷が起動されて負荷
電流が流れると、電流検出器２２の２次電流は、抵抗５
１ａから５１ｄのすべてを通って流れ、被補償電流６１
ａから６１ｄが第１から第４までのすべてのアクティブ
フィルタに与えられるが、抵抗５１ａから第１のアクテ
ィブフィルタに与えられる被補償信号６１ａにより、第
１のアクティブフィルタ３ａは負荷電流に含まれる高調
波電流をすべて補償してしまい、第１のアクティブフィ
ルタ３ａの出力電流は、負荷電流に含まれる高調波と等
しくなる。この時、第１のアクティブフィルタ３ａの出
力電流検出用変流器４１ａの２次電流は抵抗５１ｂ、５
１ｃ、５１ｄに流れ、負荷電流検出用変流器２２の２次
電流の高調波成分を打ち消し、抵抗の５１ｂ、５１ｃ、
５１ｄには高調波成分の電圧が発生しない。したがっ
て、第２から第４までのアクティブフィルタへの被補償
電流６１ｂから６１ｄには高調波成分は含まれず、第２
から第４までのアクティブフィルタは停止したままであ
る。

【００３３】さらに負荷が増加し、第１のアクティブフ
ィルタ３ａに与えられる被補償電流６１ａの高調波電流
が増加し、電流演算回路３０６の出力が規定の状態以上
になると、第１のアクティブフィルタ３ａ内の制限回路
３０７の機能により電流指令は規定の状態に制限され、
第１のアクティブフィルタ３ａの出力電流も規定の状態
に制限される。したがって、変流器４１ａの２次電流の
高調波成分では、負荷電流検出用変流器２２の２次電流
に含まれる高調波成分を打ち消すことができなくなり、
その差に相当する高調波成分の電圧が抵抗５１ｂ、５１
ｃ、５１ｄに発生する。

【００３４】第２のアクティブフィルタ３ｂは抵抗５１
ｂの電圧を被補償電流として与えられ、該電流に含まれ
る高調波を補償するように起動される。第２のアクティ
ブフィルタ３ｂが起動され、前記差に相当する高調波が
第２のアクティブフィルタ３ｂから出力されると、第２
のアクティブフィルタ３ｂの出力電流を検出する変流器
４１ｂの２次電流は、抵抗５１ｃ、５１ｄに流れていた
前記差に相当する高調波を打ち消し、抵抗５１ｃ、５１
ｄには高調波が流れなくなり、被補償電流６１ｃ、６１
ｄにも高調波は含まれず、第３、第４のアクティブフィ
ルタは停止状態を続ける。以下同様に、負荷電流に含ま
れる高調波電流が増加するにしたがい、順次運転される
アクティブフィルタの台数が増えて行く。

【００３５】図１の第１の実施例においても、図２の第
２の実施例においても、負荷の高調波電流と各アクティ
ブフィルタの運転状態と出力状態は図５のようになる。
図５の横軸は負荷の高調波電流の量を示す。縦軸はアク
ティブフィルタの出力電流を示す。図５中の破線は第１
のアクティブフィルタの出力電流の状態ａを示し、１点
鎖線は第２の状態ｂ、２点鎖線は第３の状態ｃ、点線は
第４のアクティブフィルタの出力電流の状態ｄを示す。
実線は４台のアクティブフィルタ全体の出力電流の状態
Ａを示す。

【００３６】負荷が起動されると第１のアクティブフィ
ルタがまず起動され、第１のアクティブフィルタが負荷
電流に含まれる高調波電流を補償する。負荷の高調波電
流が増加するつれ、第１のアクティブフィルタの出力電
流も増加するが、規定の状態に達すると第１のアクティ
ブフィルタの出力は制限され、同時に第２のアクティブ
フィルタが起動される。さらに、負荷の高調波電流が増
加し、第２のアクティブフィルタの出力電流が増加し、
さらに規定の状態に達すると、第２のアクティブフィル
タの出力は制限され、同時に第３のアクティブフィルタ
が起動される。以下同様に、第４のアクティブフィルタ
も起動される。

【００３７】図４に示されるように、高調波電流の変化
に伴い運転台数を変える際に、新たに起動または停止さ
れるアクティブフィルタは出力電流が零に近い状態で行
われるため、各アクティブフィルタにとっては急激な負
荷変動にならない。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、変動する
高調波を含む負荷に対して複数台のアクティブフィルタ
を台数制御して運転する場合に、変流器と抵抗の組み合
わせるだけで、アクティブフィルタが負荷量に応じて自
動的に起動停止し、適切な運転台数で運転され、効率的
な運転を実現できる。また、台数の切り替え時にもアク
ティブフィルタにとって負荷変動にはならず、過渡変動
の小さな安定した運転を実現できる。しかも、運転台数
を負荷の機器の負荷量や運転台数を検出したり、アクテ
ィブフィルタの運転台数を指令する回路が不要であるた
め、負荷機器やアクティブフィルタの増設時などにも、
新たな指令回路の増設や判定方法を検討し直したり必要
がない。アクティブフィルタの増設時には、単に同じ構
成のアクティブフィルタを増設するだけでよい。しか
も、容量の違うアクティブフィルタが混在しても、各機
の容量に関係なくの負荷の高調波電流の量に応じて適切
な運転台数が実現される。したがって、負荷が増設さ
れ、アクティブフィルタの増設が必要になった場合にも
アクティブフィルタの容量の選択を効率的に行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の請求項１記載の一実施例による
高調波補償システムの構成図である。

【図２】図２は本発明の請求項２記載の一実施例による
高調波補償システムの構成図である。

【図３】図３は本発明で使用されるアクティブフィルタ
の構成図である。

【図４】図４は制限回路の構成図である。

【図５】図５はアクティブフィルタの運転状態図であ
る。

【図６】図６は従来の高調波補償システムの構成図であ
る。

【図７】図７は従来のアクティブフィルタの構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 電源 ２ 負荷 ２１、３０４、４ａ〜４ｃ 電流検出器 ２２、４１ａ〜４１ｃ 変流器 ２３ 指令回路 ３、３ａ〜３ｄ、３１、３１ａ〜３１ｄ アクティブフ
ィルタ ５ｂ、５ｃ、５ｄ、３０８ 加算器 ５１ａ〜５１ｄ、５２ａ〜５２ｄ 抵抗 ６、６ａ〜６ｄ、６１ａ〜６１ｄ、６２ａ〜６２ｄ 被
補償電流 ３０１ コンバータ ３０２ コンデンサ ３０３ リアクトル ３０５ 直流コンデンサ ３０６ 電流演算回路 ３０７ 制限回路 ３０９ ゲート増幅器 ３１０ 運転停止判定回路 ３２１ 関数発生器 ３２２ 掛け算器 ８ｂ〜８ｄ スイッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数台のアクティブフィルタにより負荷
   の発生する高調波電流を補償するシステムにおいて、前
   記各アクティブフィルタは被補償電流を入力とし、該被
   補償電流の高調波成分を算出し、該算出値を電流指令と
   して前記各アクティブフィルタを制御することにより前
   記被補償電流を補償するとともに、前記各アクティブフ
   ィルタの出力電流が所定の状態を超えないように制限す
   る機能を有し、第１のアクティブフィルタは負荷電流を
   被補償電流とし、第２のアクティブフィルタは、負荷電
   流と第１のアクティブフィルタの出力電流との差を被補
   償電流とし、第３のアクティブフィルタは、負荷電流
   と、第１のアクティブフィルタの出力電流と第２のアク
   ティブフィルタの出力電流の和との差を被補償電流と
   し、同様に、第Ｎのアクティブフィルタは負荷電流と第
   １から第（Ｎ−１）のアクティブフィルタの出力電流の
   和との差を被補償電流とすることを特徴とするアクティ
   ブフィルタの制御方法。
2. 【請求項２】 複数台のアクティブフィルタにより負荷
   の発生する高調波電流を補償するシステムにおいて、前
   記各アクティブフィルタは被補償電流を入力とし、該被
   補償電流の高調波成分を算出し、該算出値を電流指令と
   して前記各アクティブフィルタを制御することにより前
   記被補償電流を補償するとともに、前記各アクティブフ
   ィルタの出力電流が所定の状態を超えないように制限す
   る機能を有し、負荷電流を検出する第１の変流器、第１
   のアクティブフィルタの出力電流を検出する第２の変流
   器、同様に第（Ｎ−１）のアクティブフィルタの出力電
   流を検出する第Ｎの変流器を有し、前記第１から第Ｎま
   での変流器を一端を共通に接続し、第１の変流器の他端
   と第２の変流器の他端との間に第１の検出用の抵抗を設
   け、同様に第（Ｎ−１）の変流器の他端と第Ｎの変流器
   の他端との間に第Ｎの検出抵抗を設け、第１の検出抵抗
   の電圧を第１のアクティブフィルタへの被補償電流とし
   て入力し、同様に第Ｎの検出抵抗の電圧を第Ｎのアクテ
   ィブフィルタへの被補償電流として入力することを特徴
   とするアクティブフィルタの制御方法。