JP2554261B2 - アクテイブフイルタ装置 - Google Patents
アクテイブフイルタ装置Info
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/01—Arrangements for reducing harmonics or ripples
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は送配電系統の高調波対策として用いられる
高調波電流補償用のアクテイブフイルタ装置に関するも
のである。
高調波電流補償用のアクテイブフイルタ装置に関するも
のである。
第５図は、例えば昭和60年電気・情報関連学会連合大
会,4電力用アクテイブフイルタの動向のうち「アクテイ
ブフイルタの補償原理」の論文に示された従来のアクテ
イブフイルタ装置を示す回路図である。
会,4電力用アクテイブフイルタの動向のうち「アクテイ
ブフイルタの補償原理」の論文に示された従来のアクテ
イブフイルタ装置を示す回路図である。
図において、１は交流電流、２は前記交流電源１の高
調波電流発生負荷、３は変圧器、4a〜4dは変圧器３の２
次側に接続された単相ブリツジインバータを構成するト
ランジスタスイツチ、５はコンデンサ、６は前記変圧器
３、トランジスタスイツチ4a〜4d及びコンデンサ５で構
成されるアクテイブフイルタである。
調波電流発生負荷、３は変圧器、4a〜4dは変圧器３の２
次側に接続された単相ブリツジインバータを構成するト
ランジスタスイツチ、５はコンデンサ、６は前記変圧器
３、トランジスタスイツチ4a〜4d及びコンデンサ５で構
成されるアクテイブフイルタである。
次に動作について説明する。まず、トランジスタスイ
ツチ4a〜4dは図示していないゲート制御回路にPWM（パ
ルス幅変調）制御され、コンデンサ５に充電されている
直流電圧Edを変流出力電圧EIに波形成形した後、変成器
３の２次側に印加する。この場合の等価回路を第６図に
示す。
ツチ4a〜4dは図示していないゲート制御回路にPWM（パ
ルス幅変調）制御され、コンデンサ５に充電されている
直流電圧Edを変流出力電圧EIに波形成形した後、変成器
３の２次側に印加する。この場合の等価回路を第６図に
示す。
第６図において７はアクテイブフイルタ６によるアク
テイブフイルタ仮想電圧源であり、８は変圧器３のイン
ピーダンスを示す。
テイブフイルタ仮想電圧源であり、８は変圧器３のイン
ピーダンスを示す。
同図において交流電源１の基本電圧をEACとし、アク
テイブフイルタの交流出力電圧をEIとすると次式が成立
する。
テイブフイルタの交流出力電圧をEIとすると次式が成立
する。
但し、IAFはアクテイブフイルタの出力電流、Ｌは変
圧器３のインピーダンスである。
圧器３のインピーダンスである。
今、高調波電流発生負荷２に流れる高調波電流をIHと
し、 IH＝IN・sin（Ｎωｔ） ……（２） とすると、アクテイブフイルタの出力電流IAFをIAF＝IH
になるように制御することにより、交流電源１側に流れ
る電流ISには高調波電流を含まないようにすることがで
きる。
し、 IH＝IN・sin（Ｎωｔ） ……（２） とすると、アクテイブフイルタの出力電流IAFをIAF＝IH
になるように制御することにより、交流電源１側に流れ
る電流ISには高調波電流を含まないようにすることがで
きる。
この場合には（１）式と（２）式より ＮωＬ・IN・cos（Ｎωｔ）＝EI−EAC ……（３） となり、アクテイブフイルタの交流出力電圧EIは EI＝EAC＋ＮωＬ・IN・cos（Ｎωｔ） ……（４） を出力することが必要となる。
従つて、アクテイブフイルタの出力容量VAは次式で示
す値が必要となる。
す値が必要となる。
VA＝EI・IAF＝EAC・IAF＋ＮωＬ・IN・cos（Ｎωｔ）・
IAF ……（５） （５）式において、右辺第１項は基本波容量を示し、
右辺第２項は高調波容量を示す。
IAF ……（５） （５）式において、右辺第１項は基本波容量を示し、
右辺第２項は高調波容量を示す。
通常の用途では基本波容量は高調波容量より大きくな
る。
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕 従来のアクテイブフイルタ装置は以上のように構成さ
れているので、アクテイブフイルタの制御としては基本
波容量と高調波容量の両方を制御する必要があり、特に
高次の高調波電流迄補償する場合にはトランジスタスイ
ツチ4a〜4dを高周波PWM制御とする必要があるため、基
本波や低次の高調波電流も不必要に高い周波数でPWM制
御されることになつてスイツチング損失が大きくなるば
かりか、高周波スイツチングの可能なトランジスタは容
量の大きなものの製作が困難であるため、大容量のアク
テイブフイルタの製作が困難である等の問題点があつ
た。
れているので、アクテイブフイルタの制御としては基本
波容量と高調波容量の両方を制御する必要があり、特に
高次の高調波電流迄補償する場合にはトランジスタスイ
ツチ4a〜4dを高周波PWM制御とする必要があるため、基
本波や低次の高調波電流も不必要に高い周波数でPWM制
御されることになつてスイツチング損失が大きくなるば
かりか、高周波スイツチングの可能なトランジスタは容
量の大きなものの製作が困難であるため、大容量のアク
テイブフイルタの製作が困難である等の問題点があつ
た。
この発明は、上記のような問題点を解消するためにな
されたもので、基本波容量及び低次高調波容量を分担す
る低周波PWM制御アクテイブフイルタと高次高調波容量
を分担する高周波PWM制御アクテイブフイルタを直列に
接続することによつてスイツチング損失が少なく、かつ
大容量化が可能なアクテイブフイルタ装置を得ることを
目的とする。
されたもので、基本波容量及び低次高調波容量を分担す
る低周波PWM制御アクテイブフイルタと高次高調波容量
を分担する高周波PWM制御アクテイブフイルタを直列に
接続することによつてスイツチング損失が少なく、かつ
大容量化が可能なアクテイブフイルタ装置を得ることを
目的とする。
この発明に係るアクテイブフイルタ装置は基本波容量
及び低次の高調波容量を制御する第１のアクテイブフイ
ルタ（低周波PWM制御アクテイブフイルタ）と高次の高
調波容量を制御する第２のアクテイブフイルタ（高周波
PWM制御アクテイブフイルタ）とに分割し、前記第１の
アクテイブフイルタ及び第２のアクテイブフイルタを夫
々低周波及び高周波PWM制御アクテイブフイルタ用変圧
器を介して直列に接続したものを交流電源に並列接続し
たものである。
及び低次の高調波容量を制御する第１のアクテイブフイ
ルタ（低周波PWM制御アクテイブフイルタ）と高次の高
調波容量を制御する第２のアクテイブフイルタ（高周波
PWM制御アクテイブフイルタ）とに分割し、前記第１の
アクテイブフイルタ及び第２のアクテイブフイルタを夫
々低周波及び高周波PWM制御アクテイブフイルタ用変圧
器を介して直列に接続したものを交流電源に並列接続し
たものである。
この発明におけるアクテイブフイルタ装置は低周波PW
M制御される低次の高調波及び基本波容量制御用の第１
のアクテイブフイルタと高周波PWM制御される高次の高
調波容量制御用の第２のアクテイブフイルタとを夫々低
周波及び高周波PWM制御アクテイブフイルタ用変圧器を
介して直列に接続し高周波PWM制御する第２のアクテイ
ブフイルタの容量を低減する。
M制御される低次の高調波及び基本波容量制御用の第１
のアクテイブフイルタと高周波PWM制御される高次の高
調波容量制御用の第２のアクテイブフイルタとを夫々低
周波及び高周波PWM制御アクテイブフイルタ用変圧器を
介して直列に接続し高周波PWM制御する第２のアクテイ
ブフイルタの容量を低減する。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。図
中、第５図と同一の部分は同一の符号をもつて図示した
第１図において、９は低周波PWM制御アクテイブフイル
タ用変圧器、10a〜10dは低周波PWM制御用トランジスタ
スイツチ、11はコンデンサ、12は前記低周波PWM制御ア
クテイブフイルタ用変圧器９、低周波PWM制御用トラン
ジスタスイツチ10a〜10d及びコンデンサ11で構成した低
周波PWM制御アクテイブフイルタ（第１のアクテイブフ
イルタ）、また、13は高周波PWM制御アクテイブフイル
タ用変圧器、14a〜14dは高周波PWM制御用トランジスタ
スイツチ、15はコンデンサ、16は前記高周波PWM制御ア
クテイブフイルタ用変圧器13、高周波PWM制御用トラン
ジスタスイツチ14a〜14d、及びコンデンサ15で構成した
高周波PWM制御アクテイブフイルタ（第２のアクテイブ
フイルタ）である。
中、第５図と同一の部分は同一の符号をもつて図示した
第１図において、９は低周波PWM制御アクテイブフイル
タ用変圧器、10a〜10dは低周波PWM制御用トランジスタ
スイツチ、11はコンデンサ、12は前記低周波PWM制御ア
クテイブフイルタ用変圧器９、低周波PWM制御用トラン
ジスタスイツチ10a〜10d及びコンデンサ11で構成した低
周波PWM制御アクテイブフイルタ（第１のアクテイブフ
イルタ）、また、13は高周波PWM制御アクテイブフイル
タ用変圧器、14a〜14dは高周波PWM制御用トランジスタ
スイツチ、15はコンデンサ、16は前記高周波PWM制御ア
クテイブフイルタ用変圧器13、高周波PWM制御用トラン
ジスタスイツチ14a〜14d、及びコンデンサ15で構成した
高周波PWM制御アクテイブフイルタ（第２のアクテイブ
フイルタ）である。
次に動作について説明する。まず、第１図において２
組のコンデンサ11,15に充電された直流電圧Ed1とEd2は
低周波及び高周波PWM制御用トランジスタスイツチ10a〜
10d及び14a〜14dによりPWM制御され、アクテイブフイル
タの出力電圧としてEI1とEI2に波形整形された後、２組
の変圧器９及び13にそれぞれ印加される。
組のコンデンサ11,15に充電された直流電圧Ed1とEd2は
低周波及び高周波PWM制御用トランジスタスイツチ10a〜
10d及び14a〜14dによりPWM制御され、アクテイブフイル
タの出力電圧としてEI1とEI2に波形整形された後、２組
の変圧器９及び13にそれぞれ印加される。
この場合の等価回路は第２図の如く示される。第２図
において、17は低周波PWM制御アクテイブフイルタ12に
よる低周波アクテイブフイルタ仮想電圧源、18は低周波
PWM制御アクテイブフイルタ用変圧器９のインピーダン
ス、19は高周波PWM制御アクテイブフイルタ16による高
周波アクテイブフイルタ仮想電圧源、20は高周波PWM制
御アクテイブフイルタ用変圧器13のインピーダンスを示
す。
において、17は低周波PWM制御アクテイブフイルタ12に
よる低周波アクテイブフイルタ仮想電圧源、18は低周波
PWM制御アクテイブフイルタ用変圧器９のインピーダン
ス、19は高周波PWM制御アクテイブフイルタ16による高
周波アクテイブフイルタ仮想電圧源、20は高周波PWM制
御アクテイブフイルタ用変圧器13のインピーダンスを示
す。
同図において、夫々の電圧EI1,EI2,EACとアクテイブ
フイルタの出力電流IAFとの間には次式が成立する。
フイルタの出力電流IAFとの間には次式が成立する。
但し、L1とL2はインピーダンス18と20のインダクタン
ス値である。
ス値である。
今、アクテイブフイルタより発生する出力電流I
AF（高調波電流）を IAF＝IN1sin（N1ωｔ）＋IN2・sin（N2ωｔ） ……
（７） とする。但し、IN1は低次高調波成分を又、IN2は高次高
調波成分を示す。
AF（高調波電流）を IAF＝IN1sin（N1ωｔ）＋IN2・sin（N2ωｔ） ……
（７） とする。但し、IN1は低次高調波成分を又、IN2は高次高
調波成分を示す。
（６），（７）式より N1ω（L1＋L2）IN1・cos（N1ωｔ） ＋N2ω（L1＋L2）IN2・cos（N2ωｔ）＝EI1＋EI2−EAC
……（８） となる。ここで、低周波及び高周波アクテイブフイルタ
仮想電源EI1及びEI2を EI1＝EAC＋N1ω（L1＋L2）IN1・cos（N1ωｔ） ……
（９） EI2＝N2ω（L1＋L2）IN2・cos（N2ωｔ） ……（10） とおくことにより（８）式を満足することができる。
……（８） となる。ここで、低周波及び高周波アクテイブフイルタ
仮想電源EI1及びEI2を EI1＝EAC＋N1ω（L1＋L2）IN1・cos（N1ωｔ） ……
（９） EI2＝N2ω（L1＋L2）IN2・cos（N2ωｔ） ……（10） とおくことにより（８）式を満足することができる。
EI1は基本波電圧EAC及び低次高調波電圧N1ωｔ（L1＋
L2）IN1 cos（N1ωｔ）を、又、HI2は高次高調波電圧N2
ωＬ・IN2・cos（N2ωｔ）を出力すれば良いことにな
る。
L2）IN1 cos（N1ωｔ）を、又、HI2は高次高調波電圧N2
ωＬ・IN2・cos（N2ωｔ）を出力すれば良いことにな
る。
従つて、低周波PWM制御アクテイブフイルタ12と高周
波PWM制御アクテイブフイルタ16の容量をそれぞれVA1,V
A2とすると VA1＝EAC・IAF＋N1ω(L1＋L2)IN1・cos(N1ωｔ)・IAF…
…（11） VA2＝N2ω（L1＋L2）IN2・cos（N2ωｔ）・IAF ……（1
2） 即ち、低周波PWM制御アクテイブフイルタ12は基本波
容量及び低次高調波容量を分担し、高周波PWM制御アク
テイブフイルタ16は高次高調波容量を分担することにな
る。基本波容量及び低次高調波容量を分担する低周波PW
M制御アクテイブフイルタ12は高い周波数の制御をする
必要がないため低周波のPWM制御で十分であり、スイツ
チング素子としてGTOザイリスタのような中速度スイツ
チング素子で構成することも可能である。
波PWM制御アクテイブフイルタ16の容量をそれぞれVA1,V
A2とすると VA1＝EAC・IAF＋N1ω(L1＋L2)IN1・cos(N1ωｔ)・IAF…
…（11） VA2＝N2ω（L1＋L2）IN2・cos（N2ωｔ）・IAF ……（1
2） 即ち、低周波PWM制御アクテイブフイルタ12は基本波
容量及び低次高調波容量を分担し、高周波PWM制御アク
テイブフイルタ16は高次高調波容量を分担することにな
る。基本波容量及び低次高調波容量を分担する低周波PW
M制御アクテイブフイルタ12は高い周波数の制御をする
必要がないため低周波のPWM制御で十分であり、スイツ
チング素子としてGTOザイリスタのような中速度スイツ
チング素子で構成することも可能である。
また、高次高調波容量を分担する高周波PWM制御アク
テイブフイルタ16は高周波のPWM制御を行う必要がある
が、高次高調波容量のみを制御すれば良く小さな容量の
もので済み、従つてスイツチング損失も小さくすること
ができる。
テイブフイルタ16は高周波のPWM制御を行う必要がある
が、高次高調波容量のみを制御すれば良く小さな容量の
もので済み、従つてスイツチング損失も小さくすること
ができる。
次に第１図に示した本発明のアクテイブフイルタにお
ける制御回路動作を第３図に示す。
ける制御回路動作を第３図に示す。
第３図において21は電源電圧を検出するための電圧変
成器、22は負荷電流ILを検出するための電流変成器（高
周波電流検出手段、）23は検出した負荷電流ILの基本波
成分を除去するための基本波除去フィルタ、24は高次高
調波成分をカツトするための低域通過フイルタ、（前記
基本波除去フイルタ23及び低域通過フイルタ24とを総称
して低次高周波抽出手段と呼称する）25は微分回路、26
は微分回路25の出力と電圧変成器21の２次電圧とを加算
するための加算器、27は減算回路、28は低周波PWM制御
アクテイブフイルタ12用の低周波PWM回路、29は増幅回
路、30は高周波PWM制御アクテイブフイルタ16用の高周
波PWM回路である。（ここで、微分回路25、加算回路2
6、低周波PWM回路28を総称して第１の制御回路と呼び、
減算回路27、増幅回路29、高周波PWM回路30を総称して
第２の制御回路と呼ぶ） 次に第３図の制御回路の動作を説明する。まず負荷電
流ILを検出するための電流変成器22により検出された負
荷電流信号ILSを基本波除去フイルタ23に入力して高調
波電流成分IHを抽出する。基本波除去フイルタ23は、例
えばハイパスフイルタで構成されており、負荷電流ILに
含まれる高調波電流成分（基準）IHのみを抽出し、高調
波電流基準信号とする。高調波電流成分IHは低域通過フ
イルタ24に入力され、高調波電流基準信号IH1のうち高
次成分をカツトし、低次の高調波電流基準信号IH1を出
力する。
成器、22は負荷電流ILを検出するための電流変成器（高
周波電流検出手段、）23は検出した負荷電流ILの基本波
成分を除去するための基本波除去フィルタ、24は高次高
調波成分をカツトするための低域通過フイルタ、（前記
基本波除去フイルタ23及び低域通過フイルタ24とを総称
して低次高周波抽出手段と呼称する）25は微分回路、26
は微分回路25の出力と電圧変成器21の２次電圧とを加算
するための加算器、27は減算回路、28は低周波PWM制御
アクテイブフイルタ12用の低周波PWM回路、29は増幅回
路、30は高周波PWM制御アクテイブフイルタ16用の高周
波PWM回路である。（ここで、微分回路25、加算回路2
6、低周波PWM回路28を総称して第１の制御回路と呼び、
減算回路27、増幅回路29、高周波PWM回路30を総称して
第２の制御回路と呼ぶ） 次に第３図の制御回路の動作を説明する。まず負荷電
流ILを検出するための電流変成器22により検出された負
荷電流信号ILSを基本波除去フイルタ23に入力して高調
波電流成分IHを抽出する。基本波除去フイルタ23は、例
えばハイパスフイルタで構成されており、負荷電流ILに
含まれる高調波電流成分（基準）IHのみを抽出し、高調
波電流基準信号とする。高調波電流成分IHは低域通過フ
イルタ24に入力され、高調波電流基準信号IH1のうち高
次成分をカツトし、低次の高調波電流基準信号IH1を出
力する。
次に、低次の高調波電流基準信号IH1は微分回路25に
入力され、微分演算した後、出力A dIH1/dtを出力す
る。更に加算器26において電圧変成器21の２次側の電圧
信号E2を加算し、制御信号M1を作成している。ここで、
Ａ＝L1＋L2に選定すると が成立し、（９）式に相当する制御信号となる。
入力され、微分演算した後、出力A dIH1/dtを出力す
る。更に加算器26において電圧変成器21の２次側の電圧
信号E2を加算し、制御信号M1を作成している。ここで、
Ａ＝L1＋L2に選定すると が成立し、（９）式に相当する制御信号となる。
制御信号M1はフイードフオワード信号として作用し、
次段の低周波PWM回路28に入力され、制御信号M1に相当
したPWM信号を低周波PWM制御用トランジスタスイツチ10
へ与え、その結果、低周波PWM制御アクテイブフイルタ1
2は EI1＝EAC＋N1ω（L1＋L2）IN1 cos（N1ωｔ） ……（1
4） を出力する。
次段の低周波PWM回路28に入力され、制御信号M1に相当
したPWM信号を低周波PWM制御用トランジスタスイツチ10
へ与え、その結果、低周波PWM制御アクテイブフイルタ1
2は EI1＝EAC＋N1ω（L1＋L2）IN1 cos（N1ωｔ） ……（1
4） を出力する。
一方、高調波電流成分（基準）IHは減算回路27に入力
され、電流変成器31を介して検出したアクテイブフイル
タの出力電流IAFをフイードバツク信号として電流偏差
ΔＩを求めている。
され、電流変成器31を介して検出したアクテイブフイル
タの出力電流IAFをフイードバツク信号として電流偏差
ΔＩを求めている。
ΔＩ＝IH−IAF ……（15） 電流偏差ΔＩは増幅回路29においてゲインＫ倍された
後、Ｋ・ΔＩが高周波PWM制御回路30に入力され、Ｋ・
ΔＩに相当したPWM信号を高周波PWM制御用トランジスタ
スイツチ14に与え、その結果、高周波PWM制御アクテイ
ブフイルタ16はＫ・ΔＩに相当した電圧EI2を出力す
る。
後、Ｋ・ΔＩが高周波PWM制御回路30に入力され、Ｋ・
ΔＩに相当したPWM信号を高周波PWM制御用トランジスタ
スイツチ14に与え、その結果、高周波PWM制御アクテイ
ブフイルタ16はＫ・ΔＩに相当した電圧EI2を出力す
る。
ここで、Ｋ≫１に設定することによりΔＩ＝０とな
り、IH＝IAFとすることができ、その結果高周波PWM制御
アクテイブフイルタ16は（10）式に相当する高周波アク
テイブフイルタ仮想電源EI2 EI2＝N2ω（L1＋L2）IN2 cosN2ωｔ ……（16） を出力することになる。
り、IH＝IAFとすることができ、その結果高周波PWM制御
アクテイブフイルタ16は（10）式に相当する高周波アク
テイブフイルタ仮想電源EI2 EI2＝N2ω（L1＋L2）IN2 cosN2ωｔ ……（16） を出力することになる。
第４図は本発明のアクテイブフイルタにおける制御回
路の他の実施例を示す回路図である。この場合には電圧
変成器21の２次側電圧E2のみがフイードフオワード信号
として低周波PWM制御アクテイブフイルタ12に入力され
ている。従つて、該低周波PWM制御アクテイブフイルタ1
2はEI1＝EACを出力し基本波容量のみを分担している。
路の他の実施例を示す回路図である。この場合には電圧
変成器21の２次側電圧E2のみがフイードフオワード信号
として低周波PWM制御アクテイブフイルタ12に入力され
ている。従つて、該低周波PWM制御アクテイブフイルタ1
2はEI1＝EACを出力し基本波容量のみを分担している。
一方、高周波PWM制御アクテイブフイルタ16は高調波
容量を分担しており、 EI2＝N1ω(L1＋L2)・IN1 cos(N1ωｔ) ＋N2ω(L1＋L2)IN2 cos(N2ωｔ) ……（17） を出力することになる。
容量を分担しており、 EI2＝N1ω(L1＋L2)・IN1 cos(N1ωｔ) ＋N2ω(L1＋L2)IN2 cos(N2ωｔ) ……（17） を出力することになる。
なお、上記実施例ではアクテイブフイルタを構成する
PWMインバータとしてトランジスタスイツチを使用した
場合について説明したが、GTOサイリスタや他の半導体
スイツチであつても良く、又、高周波PWM制御アクテイ
ブフイルタ16では高周波スイツチングが可能なトランジ
スタスイツチを、又、低周波PWM制御アクテイブフイル
タ12では高周波スイツチングは困難であるが大容量化が
可能なGTOサイリスタを低周波スイツチング領域で使用
することも可能であり、上記実施例と同様の効果を奏す
る。
PWMインバータとしてトランジスタスイツチを使用した
場合について説明したが、GTOサイリスタや他の半導体
スイツチであつても良く、又、高周波PWM制御アクテイ
ブフイルタ16では高周波スイツチングが可能なトランジ
スタスイツチを、又、低周波PWM制御アクテイブフイル
タ12では高周波スイツチングは困難であるが大容量化が
可能なGTOサイリスタを低周波スイツチング領域で使用
することも可能であり、上記実施例と同様の効果を奏す
る。
また、上記実施例では電圧形アクテイブフイルタの場
合を示したが電流形アクテイブフイルタであつても良
い。
合を示したが電流形アクテイブフイルタであつても良
い。
以上のように、この発明によれば、互いに直列接続さ
れた低周波PWM制御アクテイブフイルタ用変圧器と高周
波PWM制御アクテイブフイルタ用変圧器を交流電源に並
列に接続するとともに、基本波容量及び低次の高調波容
量を制御する第１のアクテイブフイルタをその低周波PW
M制御アクテイブフイルタ用変圧器の２次側に接続し、
かつ、高次の高周波容量を制御する第２のアクテイブフ
イルタをその高周波PWM制御アクテイブフイルタ用変圧
器の２次側に接続するように構成したので、第１のアク
テイブフイルタは大容量は必要であるが高次の高周波ス
イッチングは必要でなくなり、一方、第２のアクテイブ
フイルタは高次の高周波スイッチングは必要であるが大
容量は必要でなくなり、従って、第１のアクテイブフイ
ルタは高次の高周波スイッチングは困難であるが大容量
化が容易なGTOサイリスタ等を用いて構成すればよく、
一方、第２のアクテイブフイルタは比較的小容量の高周
波スイッチング素子を用いて構成すればよく、これによ
り、全体としてスイッチング損失を大きくすることなく
大容量のアクテイブフイルタが得られるなどの効果があ
る。
れた低周波PWM制御アクテイブフイルタ用変圧器と高周
波PWM制御アクテイブフイルタ用変圧器を交流電源に並
列に接続するとともに、基本波容量及び低次の高調波容
量を制御する第１のアクテイブフイルタをその低周波PW
M制御アクテイブフイルタ用変圧器の２次側に接続し、
かつ、高次の高周波容量を制御する第２のアクテイブフ
イルタをその高周波PWM制御アクテイブフイルタ用変圧
器の２次側に接続するように構成したので、第１のアク
テイブフイルタは大容量は必要であるが高次の高周波ス
イッチングは必要でなくなり、一方、第２のアクテイブ
フイルタは高次の高周波スイッチングは必要であるが大
容量は必要でなくなり、従って、第１のアクテイブフイ
ルタは高次の高周波スイッチングは困難であるが大容量
化が容易なGTOサイリスタ等を用いて構成すればよく、
一方、第２のアクテイブフイルタは比較的小容量の高周
波スイッチング素子を用いて構成すればよく、これによ
り、全体としてスイッチング損失を大きくすることなく
大容量のアクテイブフイルタが得られるなどの効果があ
る。
第１図はこの発明の一実施例によるアクテイブフイルタ
装置を示す回路構成図、第２図は第１図の動作を説明す
るための等価回路図、第３図は第１図のアクテイブフイ
ルタ装置の制御回路動作図、第４図はこの発明のアクテ
イブフイルタ装置の制御回路の他の実施例を示す制御回
路動作図、第５図は従来のアクテイブフイルタを示す回
路図、第６図は従来のアクテイブフイルタの動作を説明
するための等価回路図である。 図において、 １は交流電源、２は高調波電流発生負荷、９は低周波PW
M制御アクテイブフイルタ用変圧器、12は低周波PWM制御
アクテイブフイルタ、13は高周波PWM制御アクテイブフ
イルタ用変圧器、16は高周波PWM制御アクテイブフイル
タ、21は電圧変成器、22は電流変成器、23は基本波除去
フイルタ、24は低域通過フイルタ、25は微分回路、26は
加算回路、27は減算回路、28は低周波PWM回路、29は増
幅回路、30は高周波PWM回路、31は電流変成器である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
装置を示す回路構成図、第２図は第１図の動作を説明す
るための等価回路図、第３図は第１図のアクテイブフイ
ルタ装置の制御回路動作図、第４図はこの発明のアクテ
イブフイルタ装置の制御回路の他の実施例を示す制御回
路動作図、第５図は従来のアクテイブフイルタを示す回
路図、第６図は従来のアクテイブフイルタの動作を説明
するための等価回路図である。 図において、 １は交流電源、２は高調波電流発生負荷、９は低周波PW
M制御アクテイブフイルタ用変圧器、12は低周波PWM制御
アクテイブフイルタ、13は高周波PWM制御アクテイブフ
イルタ用変圧器、16は高周波PWM制御アクテイブフイル
タ、21は電圧変成器、22は電流変成器、23は基本波除去
フイルタ、24は低域通過フイルタ、25は微分回路、26は
加算回路、27は減算回路、28は低周波PWM回路、29は増
幅回路、30は高周波PWM回路、31は電流変成器である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (7)
- 【請求項１】交流電源及び高調波電流発生負荷に並列に
接続され、高調波電流を補償するアクテイブフイルタ装
置において、互いに直列接続された低周波PWM制御アク
テイブフイルタ用変圧器と高周波PWM制御アクテイブフ
イルタ用変圧器を前記交流電源に並列に接続するととも
に、基本波容量及び低次の高調波容量を制御する第１の
アクテイブフイルタを前記低周波PWM制御アクテイブフ
イルタ用変圧器の２次側に接続し、かつ、高次の高周波
容量を制御する第２のアクテイブフイルタを前記高周波
PWM制御アクテイブフイルタ用変圧器の２次側に接続し
たことを特徴とするアクテイブフイルタ装置。 - 【請求項２】前記高調波電源発生負荷を流れる被補償高
調波電流を検出する高調波電源検出手段と、前記検出し
た高調波電流のうち比較的低次の高調波を検出する低次
高調波抽出手段と、前記低次高調波抽出手段により抽出
した低次高調波成分の微分回路を経た微分演算結果及び
電源電圧信号の和をフイードフオワード信号として前記
第１のアクテイブフイルタを制御する第１の制御回路
と、前記高調波電流検出手段により検出した高調波電流
を制御基準信号とし第２のアクテイブフイルタをフイー
ドバツク制御する第２の制御回路とを備えたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のアクテイブフイルタ
装置。 - 【請求項３】前記第１の制御回路において電源電圧のみ
をフイードフオワード信号とするように制御したことを
特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載のア
クテイブフイルタ装置。 - 【請求項４】前記高調波電流検出手段を電流変成器で構
成したことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のア
クテイブフイルタ装置。 - 【請求項５】前記低次高調波抽出手段を、負荷電流信号
を入力とする基本波除去フイルタと、前記基本波除去フ
イルタから出力された高調波電流成分を入力とする低域
通過フイルタとで構成したことを特徴とする特許請求の
範囲第２項記載のアクテイブフイルタ装置。 - 【請求項６】前記第１の制御回路を、高調波電流基準信
号を入力とする微分回路と、前記微分回路の出力及び電
圧変成器からの出力信号を入力とする加算回路と、前記
加算回路から出力された制御信号を入力とする低周波PW
M回路とで構成したことを特徴とする特許請求の範囲第
２項記載のアクテイブフイルタ装置。 - 【請求項７】前記第２の制御回路を、高調波電流成分か
らアクテイブフイルタの出力電流を検出した電流変成器
の出力信号を減算する減算回路と、前記減算回路の電流
偏差を入力とする増幅回路と、前記増幅回路の出力を受
けて動作し高周波PWM制御アクテイブフイルタを制御す
る高周波PWM回路とより構成したことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のアクテイブフイルタ装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62183592A JP2554261B2 (ja) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | アクテイブフイルタ装置 |
| KR1019880008318A KR910000874B1 (ko) | 1987-07-24 | 1988-07-05 | 액티브 필터 장치 |
| EP88111191A EP0300343B1 (en) | 1987-07-24 | 1988-07-13 | Active filter unit |
| DE3852226T DE3852226T2 (de) | 1987-07-24 | 1988-07-13 | Aktivfiltereinheit. |
| US07/222,729 US4835411A (en) | 1987-07-24 | 1988-07-22 | Active filter unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62183592A JP2554261B2 (ja) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | アクテイブフイルタ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6428712A JPS6428712A (en) | 1989-01-31 |
| JP2554261B2 true JP2554261B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=16138518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62183592A Expired - Lifetime JP2554261B2 (ja) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | アクテイブフイルタ装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4835411A (ja) |
| EP (1) | EP0300343B1 (ja) |
| JP (1) | JP2554261B2 (ja) |
| KR (1) | KR910000874B1 (ja) |
| DE (1) | DE3852226T2 (ja) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0655009B2 (ja) * | 1987-11-16 | 1994-07-20 | 三菱電機株式会社 | アクテイブフイルタの制御装置 |
| JP2712239B2 (ja) * | 1988-03-01 | 1998-02-10 | 日新電機株式会社 | 無効電力補償装置のインバータ制御方法 |
| JP2712388B2 (ja) * | 1988-10-04 | 1998-02-10 | 日新電機株式会社 | 無効電力補償装置 |
| US5218520A (en) * | 1991-11-27 | 1993-06-08 | Rozman Gregory I | Vscf system with reduced dc link ripple |
| US5397927A (en) * | 1992-08-25 | 1995-03-14 | Helionetics, Inc. | Active filter for reducing non-fundamental currents and voltages |
| US5436512A (en) * | 1992-09-24 | 1995-07-25 | Exide Electronics Corporation | Power supply with improved circuit for harmonic paralleling |
| US5327335A (en) * | 1992-09-28 | 1994-07-05 | Sundstrand Corporation | Harmonic feedback control for an inverter |
| US5414342A (en) * | 1993-04-29 | 1995-05-09 | Unitrode Corporation | Voltage mode pulse width modulation controller |
| JP2784134B2 (ja) * | 1993-09-07 | 1998-08-06 | 三菱電機株式会社 | アクティブフィルタ装置 |
| FR2720560B1 (fr) * | 1994-05-31 | 1996-08-30 | Iberdrola Sa | Dispositif de conditionnement de ligne pour réduire ou éliminer les perturbations. |
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| WO1996013766A1 (en) * | 1994-10-26 | 1996-05-09 | Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Feedforward active filter for output ripple cancellation in switching power converters |
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| SE511552C2 (sv) | 1998-02-18 | 1999-10-18 | Abb Ab | Styrutrustning för aktiva filter och förfarande för reduktion av övertoner i en bipolär likströmslänk |
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| KR100473332B1 (ko) * | 2002-10-18 | 2005-03-10 | 시엔에이전기 주식회사 | 능동형 고조파 제거장치 |
| WO2008093334A2 (en) | 2007-01-29 | 2008-08-07 | Powermat Ltd | Pinless power coupling |
| EP2140535A2 (en) * | 2007-03-22 | 2010-01-06 | Powermat Ltd | Signal transfer system |
| JP5154359B2 (ja) * | 2008-10-02 | 2013-02-27 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
| JP6982270B1 (ja) * | 2020-09-30 | 2021-12-17 | ダイキン工業株式会社 | 電力制御システムおよび機器 |
| KR102366718B1 (ko) * | 2021-08-20 | 2022-02-23 | 주식회사 포스모 | 차량용 브라켓 제조 금형 및 이로부터 제조된 차량용 브라켓 |
Family Cites Families (7)
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|---|---|---|---|---|
| US4139723A (en) * | 1977-04-21 | 1979-02-13 | Ajax Magnethermic Corporation | Power control unit for a single phase load with slightly changing impedances |
| US4560917A (en) * | 1983-12-21 | 1985-12-24 | Westinghouse Electric Corp. | Static VAR generator having reduced harmonics |
| US4561265A (en) * | 1984-02-03 | 1985-12-31 | Cardiff's Pty Ltd. | Air circulation system |
| US4555659A (en) * | 1984-02-27 | 1985-11-26 | Westinghouse Electric Corp. | Static VAR generator system having improved response time |
| JPH0330895Y2 (ja) * | 1984-10-19 | 1991-06-28 | ||
| JPS61125628A (ja) * | 1984-11-21 | 1986-06-13 | Toshiba Corp | 無効電力補償方法およびそのための装置 |
| GB2170663B (en) * | 1985-02-02 | 1989-06-14 | Brian Ernest Attwood | Harmonic-resonant power supply |
-
1987
- 1987-07-24 JP JP62183592A patent/JP2554261B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-07-05 KR KR1019880008318A patent/KR910000874B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1988-07-13 DE DE3852226T patent/DE3852226T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-07-13 EP EP88111191A patent/EP0300343B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-07-22 US US07/222,729 patent/US4835411A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0300343A3 (en) | 1990-06-20 |
| JPS6428712A (en) | 1989-01-31 |
| EP0300343B1 (en) | 1994-11-30 |
| DE3852226D1 (de) | 1995-01-12 |
| US4835411A (en) | 1989-05-30 |
| KR910000874B1 (ko) | 1991-02-11 |
| EP0300343A2 (en) | 1989-01-25 |
| DE3852226T2 (de) | 1995-04-06 |
| KR890002736A (ko) | 1989-04-11 |
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