JP2737299B2 - 電力用アクティブフィルタ - Google Patents
電力用アクティブフィルタInfo
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- JP2737299B2 JP2737299B2 JP1240398A JP24039889A JP2737299B2 JP 2737299 B2 JP2737299 B2 JP 2737299B2 JP 1240398 A JP1240398 A JP 1240398A JP 24039889 A JP24039889 A JP 24039889A JP 2737299 B2 JP2737299 B2 JP 2737299B2
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E40/20—Active power filtering [APF]
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明はアクティブフィルタに係り、特に電力用アク
ティブフィルタの制御回路に関するものである。
ティブフィルタの制御回路に関するものである。
B.発明の概要 本発明は、負荷電流に含まれる高調波成分電流を補償
するアクティブフィルタにおいて、 過負荷量を段階的に検出し、出力電流のゲインを調整
することにより、 負荷電流の波形歪を生ずることがなく、負荷の連続運
転状態を保つことができるようにする。
するアクティブフィルタにおいて、 過負荷量を段階的に検出し、出力電流のゲインを調整
することにより、 負荷電流の波形歪を生ずることがなく、負荷の連続運
転状態を保つことができるようにする。
C.従来の技術 サイリスタやダイオード等を用いた電力変換装置は交
流入力側に高調波を発生させ、他の電気機器への障害の
原因となることがある。これらの装置の普及に伴い、高
調波対策は重要な課題である。
流入力側に高調波を発生させ、他の電気機器への障害の
原因となることがある。これらの装置の普及に伴い、高
調波対策は重要な課題である。
第２図は電圧形インバータを用いた電力用アクティブ
フィルタを示すもので、同図において１は交流電源、２
は負荷、３は直流リアクトル４を介して交流電源１に接
続された電圧形インバータ、５はインバータ３を制御す
る制御回路である。
フィルタを示すもので、同図において１は交流電源、２
は負荷、３は直流リアクトル４を介して交流電源１に接
続された電圧形インバータ、５はインバータ３を制御す
る制御回路である。
第２図のアクティブフィルタにおいて、交流電源１の
電圧はｖ＝Eejwtである。制御回路５は、電流検出器６
による負荷電流検出信号ilと電流検出器７によるインバ
ータ３の出力電流である高調波電流検出信号iHおよびイ
ンバータ３の直流電圧信号vdを入力とし所定の演算を実
行してインバータ制御用のPWM信号を出力する。電圧形
インバータ３はPWM信号を基に高調波制御電流を出力す
る。
電圧はｖ＝Eejwtである。制御回路５は、電流検出器６
による負荷電流検出信号ilと電流検出器７によるインバ
ータ３の出力電流である高調波電流検出信号iHおよびイ
ンバータ３の直流電圧信号vdを入力とし所定の演算を実
行してインバータ制御用のPWM信号を出力する。電圧形
インバータ３はPWM信号を基に高調波制御電流を出力す
る。
第３図は第２図に示す制御回路の従来例を示すもの
で、同図において11は負荷電流検出信号ilを入力とする
第１の関数発生回路、12aは第１のハイパスフィルタ
（Ｈ・Ｐ・Ｆ）、12bは第２のハイパスフィルタ（Ｈ・
Ｐ・Ｆ）である。13はコンデンサ８の直流電圧検出信号
vdと直流電圧設定信号vdoを加減算する加減算回路、14
は加減算回路13の偏差出力信号を入力とし比例積分演算
する比例積分（PI）回路、15は第１のハイパスフィルタ
12aの出力と比例積分回路14の出力を加算する加算回路
で、有効分電流信号ipを出力する。16aは有効分電流信
号ipを入力とする第１のリミッタ回路、16bは第２のハ
イパスフィルタ12bの無効分電流信号iqを入力する第２
のリミッタ回路である。17は第１のリミッタ回路16aの
有効分電流調整信号ip′と第２のリミッタ回路16bの無
効分電流調整信号iq′を入力とし高調波補償指令電流信
号ｉ＊を得る第２の関数発生回路、18は高調波補償指令
電流信号ｉ＊と電流検出器７の高調波電流検出信号iHを
入力としてPWM信号を出力する電流追従制御回路であ
る。
で、同図において11は負荷電流検出信号ilを入力とする
第１の関数発生回路、12aは第１のハイパスフィルタ
（Ｈ・Ｐ・Ｆ）、12bは第２のハイパスフィルタ（Ｈ・
Ｐ・Ｆ）である。13はコンデンサ８の直流電圧検出信号
vdと直流電圧設定信号vdoを加減算する加減算回路、14
は加減算回路13の偏差出力信号を入力とし比例積分演算
する比例積分（PI）回路、15は第１のハイパスフィルタ
12aの出力と比例積分回路14の出力を加算する加算回路
で、有効分電流信号ipを出力する。16aは有効分電流信
号ipを入力とする第１のリミッタ回路、16bは第２のハ
イパスフィルタ12bの無効分電流信号iqを入力する第２
のリミッタ回路である。17は第１のリミッタ回路16aの
有効分電流調整信号ip′と第２のリミッタ回路16bの無
効分電流調整信号iq′を入力とし高調波補償指令電流信
号ｉ＊を得る第２の関数発生回路、18は高調波補償指令
電流信号ｉ＊と電流検出器７の高調波電流検出信号iHを
入力としてPWM信号を出力する電流追従制御回路であ
る。
D.発明が解決しようとする課題 アクティブフィルタの制御回路では、負荷側の検出電
流が増加し、過負荷状態になった場合、出力電流が装置
容量を越えないようにリミッタ回路を設ける必要があ
る。従来、このリミッタ回路は第３図に示すような構成
がとられていた。この回路では、有効分，無効分電流信
号ip,iqの波形のピーク値はリミッタ回路16a,16bによっ
て制限されるが、その反面、電流波形が歪んでしまうた
め、過負荷状態において本来補償すべき高調波以外の高
調波をアクティブフィルタが発生してしまう欠点を有し
ていた。
流が増加し、過負荷状態になった場合、出力電流が装置
容量を越えないようにリミッタ回路を設ける必要があ
る。従来、このリミッタ回路は第３図に示すような構成
がとられていた。この回路では、有効分，無効分電流信
号ip,iqの波形のピーク値はリミッタ回路16a,16bによっ
て制限されるが、その反面、電流波形が歪んでしまうた
め、過負荷状態において本来補償すべき高調波以外の高
調波をアクティブフィルタが発生してしまう欠点を有し
ていた。
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、その
目的は負荷高調波電流が増加し、過負荷状態となった時
でも容量内に出力電流を制限し、連続運転を可能にした
電力用アクティブフィルタを提供することである。
目的は負荷高調波電流が増加し、過負荷状態となった時
でも容量内に出力電流を制限し、連続運転を可能にした
電力用アクティブフィルタを提供することである。
E.課題を解決するための手段 本発明は、上記目的を達成するために、電源からの負
荷電流に含まれる高調波成分電流を前記負荷電流に加え
て該負荷電流を補償するインバータ回路と、このインバ
ータ回路を前記高調波成分電流に応じて制御する制御回
路からなる電力用アクティブフィルタにおいて、前記負
荷電流の有効成分電流と無効成分電流の絶対値をそれぞ
れ得る絶対値回路と、各絶対値回路よりの出力信号の和
を求め、この和の信号と前もって設定されたリミット値
との偏差に応じた信号が導入される多段ヒステリシスコ
ンパレータと、ゲインテーブルが記憶され前記コンパレ
ータよりの出力信号が導入されたとき該信号に対応した
信号が読み出される記憶部と、この記憶部によって読み
出された信号を入力しその信号と前記有効分電流と無効
分電流との積算をそれぞれ実行する調整電流演算部と、
各調整電流演算部の出力電流を導入し有効成分および無
効成分の各調整電流に基づき座標変換をして高調波補償
指令電流信号を発生する関数発生器とを前記制御回路に
備えたことを特徴とする。
荷電流に含まれる高調波成分電流を前記負荷電流に加え
て該負荷電流を補償するインバータ回路と、このインバ
ータ回路を前記高調波成分電流に応じて制御する制御回
路からなる電力用アクティブフィルタにおいて、前記負
荷電流の有効成分電流と無効成分電流の絶対値をそれぞ
れ得る絶対値回路と、各絶対値回路よりの出力信号の和
を求め、この和の信号と前もって設定されたリミット値
との偏差に応じた信号が導入される多段ヒステリシスコ
ンパレータと、ゲインテーブルが記憶され前記コンパレ
ータよりの出力信号が導入されたとき該信号に対応した
信号が読み出される記憶部と、この記憶部によって読み
出された信号を入力しその信号と前記有効分電流と無効
分電流との積算をそれぞれ実行する調整電流演算部と、
各調整電流演算部の出力電流を導入し有効成分および無
効成分の各調整電流に基づき座標変換をして高調波補償
指令電流信号を発生する関数発生器とを前記制御回路に
備えたことを特徴とする。
F.作用 負荷の有効分電流と無効分電流をそれぞれ絶対値回路
を通して多段ヒステリシスコンパレータに入力し、過負
荷量に応じたディジタル信号に変換する。この信号によ
ってROMデータを読み出し、過負荷に応じたディジタル
のゲインを調整し、負荷の有効分電流と無効分電流を制
限する。
を通して多段ヒステリシスコンパレータに入力し、過負
荷量に応じたディジタル信号に変換する。この信号によ
ってROMデータを読み出し、過負荷に応じたディジタル
のゲインを調整し、負荷の有効分電流と無効分電流を制
限する。
G.実施例 以下に本発明の実施例を第１図〜第２図を参照しなが
ら説明する。
ら説明する。
第１図は本発明の実施例によるアクティブフィルタの
制御回路を示すもので、第３図のものと同一または相当
部分には同一符号が付されている。第１図において21a
は有効分電流信号ipを入力とする第１の絶対値回路、21
bは無効分電流信号iqを入力とする第２の絶対値回路、2
2は第1,第２の絶対値回路21a,21bによって得られた絶対
値を加算する加算器、23は加算器22による加算値とリミ
ット電流設定値Ilimitを加減算する加減算器、24は加減
算器23の偏差信号を入力として比例積分演算する比例積
分回路、25は比例積分回路24の演算出力信号に応じてデ
ィジタル信号に変換する多段ヒステリシスコンパレー
タ、26はゲインテーブルであるROM、27aは第１の乗算形
D/A変換器、27bは第２の乗算形D/A変換器である。
制御回路を示すもので、第３図のものと同一または相当
部分には同一符号が付されている。第１図において21a
は有効分電流信号ipを入力とする第１の絶対値回路、21
bは無効分電流信号iqを入力とする第２の絶対値回路、2
2は第1,第２の絶対値回路21a,21bによって得られた絶対
値を加算する加算器、23は加算器22による加算値とリミ
ット電流設定値Ilimitを加減算する加減算器、24は加減
算器23の偏差信号を入力として比例積分演算する比例積
分回路、25は比例積分回路24の演算出力信号に応じてデ
ィジタル信号に変換する多段ヒステリシスコンパレー
タ、26はゲインテーブルであるROM、27aは第１の乗算形
D/A変換器、27bは第２の乗算形D/A変換器である。
上記構成の制御回路において、第１の絶対値回路21a
は負荷の有効分電流信号ipの絶対値を得、第２の絶対値
回路21bは負荷の無効分電流信号iqの絶対値を得る。こ
れらの絶対値は加算器22によって加算され、これらの加
算値は加減算器23において電流の制限値Ilimitと突合さ
れる。加減算器23の偏差値信号は比例積分演算回路を通
して多段ヒステリシスコンパレータ25に入力され、この
多段ヒステリシスコンパレータ25は過負荷量に応じたデ
ィジタル信号に変換される。このディジタル信号によっ
てROM26のデータを読み出し、第1,第２の乗算形D/A変換
器27a,27bに入力する。第１の乗算形D/A変換器27aは有
効分電流信号ipとROM26のゲインデータを乗算し、有効
分調整電流信号ip′を出力する。また第２の乗算形D/A
変換器27bは無効分電流iqとROM26のゲイン設定データを
乗算し、無効分調整電流信号iq′を出力する。第２の関
数発生回路17は信号ip′,iq′に基づいて電圧位相によ
り座標変換してアクティブフィルタの高調波補償指令電
流信号ｉ＊を出力する。電流追従制御回路18は高調波補
償指令信号ｉ＊とアクティブフィルタの出力電流検出信
号ｉを基にPWM信号を発生する。
は負荷の有効分電流信号ipの絶対値を得、第２の絶対値
回路21bは負荷の無効分電流信号iqの絶対値を得る。こ
れらの絶対値は加算器22によって加算され、これらの加
算値は加減算器23において電流の制限値Ilimitと突合さ
れる。加減算器23の偏差値信号は比例積分演算回路を通
して多段ヒステリシスコンパレータ25に入力され、この
多段ヒステリシスコンパレータ25は過負荷量に応じたデ
ィジタル信号に変換される。このディジタル信号によっ
てROM26のデータを読み出し、第1,第２の乗算形D/A変換
器27a,27bに入力する。第１の乗算形D/A変換器27aは有
効分電流信号ipとROM26のゲインデータを乗算し、有効
分調整電流信号ip′を出力する。また第２の乗算形D/A
変換器27bは無効分電流iqとROM26のゲイン設定データを
乗算し、無効分調整電流信号iq′を出力する。第２の関
数発生回路17は信号ip′,iq′に基づいて電圧位相によ
り座標変換してアクティブフィルタの高調波補償指令電
流信号ｉ＊を出力する。電流追従制御回路18は高調波補
償指令信号ｉ＊とアクティブフィルタの出力電流検出信
号ｉを基にPWM信号を発生する。
このようにして、段階的な過負荷量に応じてゲインを
変えるため、従来の波形歪の問題が解決される。また、
ROMの内容を変更するのみでip,iqをどのくらいに制限す
るかを簡単に設定することができる。
変えるため、従来の波形歪の問題が解決される。また、
ROMの内容を変更するのみでip,iqをどのくらいに制限す
るかを簡単に設定することができる。
H.発明の効果 本発明は以上の如くであって、負荷高調波電流が増加
し、過負荷状態となった場合においても、過負荷量を段
階的に検出し、出力電流のゲインを調整するものである
から、出力電流を容量内に制限でき、負荷電流の波形歪
が生ずることなく、負荷の連続運転を可能にした高性能
な電力用アクティブフィルタが得られる。
し、過負荷状態となった場合においても、過負荷量を段
階的に検出し、出力電流のゲインを調整するものである
から、出力電流を容量内に制限でき、負荷電流の波形歪
が生ずることなく、負荷の連続運転を可能にした高性能
な電力用アクティブフィルタが得られる。
第１図は本発明の実施例による電力用アクティブフィル
タの制御回路のブロック図、第２図は電力用アクティブ
フィルタのブロック図、第３図は従来の電力用アクティ
ブフィルタの制御回路のブロック図である。 １……電源、２……負荷、３……電圧形インバータ、５
……制御回路、17……関数発生回路、18……電流追従制
御回路、21a……第１の絶対値回路、21b……第２の絶対
値回路、22……加算器、23……加減算器、24……比例積
分回路、25……多段ヒステリシスコンパレータ、26……
ROM、27a……第１の乗算形D/A変換器、27b……第２の乗
算形D/A変換器。
タの制御回路のブロック図、第２図は電力用アクティブ
フィルタのブロック図、第３図は従来の電力用アクティ
ブフィルタの制御回路のブロック図である。 １……電源、２……負荷、３……電圧形インバータ、５
……制御回路、17……関数発生回路、18……電流追従制
御回路、21a……第１の絶対値回路、21b……第２の絶対
値回路、22……加算器、23……加減算器、24……比例積
分回路、25……多段ヒステリシスコンパレータ、26……
ROM、27a……第１の乗算形D/A変換器、27b……第２の乗
算形D/A変換器。
Claims (1)
- 【請求項１】電源からの負荷電流に含まれる高調波成分
電流を前記負荷電流に加えて該負荷電流を補償するイン
バータ回路と、このインバータを前記高調波成分電流に
応じて制御する制御回路からなる電力用アクティブフィ
ルタにおいて、前記負荷電流の有効成分電流と無効成分
電流の絶対値をそれぞれ得る絶対値回路と、各絶対値回
路よりの出力信号の和を求め、この和の信号と前もって
設定されたリミット値との偏差に応じた信号が導入され
る多段ヒステリシスコンパレータと、ゲインテーブルが
記憶され前記コンパレータよりの出力信号が導入された
とき該信号に対応した信号が読み出される記憶部と、こ
の記憶部によって読み出された信号を入力しその信号と
前記有効分電流と無効分電流との積算をそれぞれ実行す
る調整電流演算部と、各調整電流演算部の出力電流を導
入し有効成分および無効成分の各調整電流に基づき座標
変換をして高調波補償指令電流信号を発生する関数発生
器とを前記制御回路に備えたことを特徴とする、電力用
アクティブフィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1240398A JP2737299B2 (ja) | 1989-09-16 | 1989-09-16 | 電力用アクティブフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1240398A JP2737299B2 (ja) | 1989-09-16 | 1989-09-16 | 電力用アクティブフィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03103031A JPH03103031A (ja) | 1991-04-30 |
| JP2737299B2 true JP2737299B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=17058888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1240398A Expired - Fee Related JP2737299B2 (ja) | 1989-09-16 | 1989-09-16 | 電力用アクティブフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2737299B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101726656B (zh) * | 2009-12-28 | 2012-11-21 | 苏州工业园区和顺电气股份有限公司 | 一种有源电力滤波器的谐波电流检测滤波装置 |
| CN111486972A (zh) * | 2020-06-03 | 2020-08-04 | 苏州睿新微系统技术有限公司 | 一种红外焦平面阵列及红外传感器读出电路 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0923585A (ja) * | 1995-07-07 | 1997-01-21 | East Japan Railway Co | 無効電力補償の制御方法 |
| CN112436524B (zh) * | 2020-11-12 | 2024-06-11 | 南京斯坦艾德电气有限公司 | 一种多次谐波限幅方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6216022A (ja) * | 1985-07-12 | 1987-01-24 | 株式会社東芝 | 半導体式電流補償装置 |
| JPS62135055U (ja) * | 1986-02-20 | 1987-08-25 | ||
| JPH0687631B2 (ja) * | 1988-01-19 | 1994-11-02 | 富士電機株式会社 | 無効電力補償システムにおけるアクティブフィルタの制御方式 |
-
1989
- 1989-09-16 JP JP1240398A patent/JP2737299B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101726656B (zh) * | 2009-12-28 | 2012-11-21 | 苏州工业园区和顺电气股份有限公司 | 一种有源电力滤波器的谐波电流检测滤波装置 |
| CN111486972A (zh) * | 2020-06-03 | 2020-08-04 | 苏州睿新微系统技术有限公司 | 一种红外焦平面阵列及红外传感器读出电路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03103031A (ja) | 1991-04-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |