JP2866526B2 - 無効電力補償装置 - Google Patents
無効電力補償装置Info
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- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、自励式インバータを
用いた無効電力補償装置に関するものである。
用いた無効電力補償装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は例えば「電気学会論文誌Ｄ １１
１巻１０号、平成３年 系統安定化用大容量自励式式無
効電力補償装置の開発 ｐ８４５〜ｐ８５３」に示され
た従来の無効電力補償装置を示す回路図である。図にお
いて、１は交流母線２を通して負荷３に電力を供給する
交流電源、４は交流母線２に印加される交流電圧Ｅを検
出する電圧変成器、５は負荷３に流れる負荷電流ＩLを
検出する電流変成器、６は前記検出された交流電圧Ｅと
負荷電流ＩLより無効電力検出し、無効電流ＩQの形で出
力する無効電力検出回路である。
１巻１０号、平成３年 系統安定化用大容量自励式式無
効電力補償装置の開発 ｐ８４５〜ｐ８５３」に示され
た従来の無効電力補償装置を示す回路図である。図にお
いて、１は交流母線２を通して負荷３に電力を供給する
交流電源、４は交流母線２に印加される交流電圧Ｅを検
出する電圧変成器、５は負荷３に流れる負荷電流ＩLを
検出する電流変成器、６は前記検出された交流電圧Ｅと
負荷電流ＩLより無効電力検出し、無効電流ＩQの形で出
力する無効電力検出回路である。
【０００３】７は自励式インバータであり、直流コンデ
ンサ８に充電された直流電圧を交流電圧に変換し変圧器
９を通して交流母線２に出力する。１０は自励式インバ
ータ７の出力電流ＩFを検出する電流変成器、１１は無
効電力制御回路であり、電流変成器１０より取り込んだ
自励式インバータ７の出力電流ＩFと無効電力検出回路
５より出力された無効電流ＩQに従ってＰＷＭ制御信号
Ｃを生成し出力する。１２はＰＷＭ制御信号Ｃを取り込
みＰＷＭ変調信号Ｍを生成して自励式インバータ７へ出
力するＰＷＭ制御回路である。
ンサ８に充電された直流電圧を交流電圧に変換し変圧器
９を通して交流母線２に出力する。１０は自励式インバ
ータ７の出力電流ＩFを検出する電流変成器、１１は無
効電力制御回路であり、電流変成器１０より取り込んだ
自励式インバータ７の出力電流ＩFと無効電力検出回路
５より出力された無効電流ＩQに従ってＰＷＭ制御信号
Ｃを生成し出力する。１２はＰＷＭ制御信号Ｃを取り込
みＰＷＭ変調信号Ｍを生成して自励式インバータ７へ出
力するＰＷＭ制御回路である。
【０００４】次に、図５は自励式インバータ７に電圧形
インバータを適用した場合の構成図である。この電圧形
インバータは各ＧＴＯサイリスタ１３ａ〜１３ｆのそれ
ぞれにダイオード１４ａ〜１４ｆを逆接続したＧＴＯス
イッチ１５ａ〜１５ｆを３相ブリッジ結線した回路で構
成されている。また、この自励式インバータ１０は、３
相ブリッジ間に接続された直流コンデンサ８の充電直流
電圧をＧＴＯスイッチ１５ａ〜１５ｆのスイッチング動
作によりＰＷＭ制御し、交流電源１の電圧に同期した交
流出力電圧に変換出力する。
インバータを適用した場合の構成図である。この電圧形
インバータは各ＧＴＯサイリスタ１３ａ〜１３ｆのそれ
ぞれにダイオード１４ａ〜１４ｆを逆接続したＧＴＯス
イッチ１５ａ〜１５ｆを３相ブリッジ結線した回路で構
成されている。また、この自励式インバータ１０は、３
相ブリッジ間に接続された直流コンデンサ８の充電直流
電圧をＧＴＯスイッチ１５ａ〜１５ｆのスイッチング動
作によりＰＷＭ制御し、交流電源１の電圧に同期した交
流出力電圧に変換出力する。
【０００５】また、交流出力電圧は交流電圧源Ｅ２とし
て作用し、交流電源１は交流電圧源Ｅ１として表すこと
ができるため、自励式インバータ７は図６に示すように
２つの交流電圧源Ｅ１とＥ２をリアクタンスＸを介して
接続した形で等価的に表すことが出来る。ここで、リア
クタンスＸは変圧器９のインピーダンスである。
て作用し、交流電源１は交流電圧源Ｅ１として表すこと
ができるため、自励式インバータ７は図６に示すように
２つの交流電圧源Ｅ１とＥ２をリアクタンスＸを介して
接続した形で等価的に表すことが出来る。ここで、リア
クタンスＸは変圧器９のインピーダンスである。
【０００６】図７（ａ）〜（ｃ）は自励式インバータ７
の電圧、電流波形を示す波形図である。同図（ａ）は交
流電圧源Ｅ１とＥ２の電圧が等しい場合の波形であり、
この時の電位差は零であるためリアクタンスＸには電位
が表れず、従ってリアクタンスＸには電流Ｉｃは流れな
い。しかし、同図（ｂ）に示すように交流電圧源Ｅ１＜
交流電圧源Ｅ２に成るように交流電圧源Ｅ２、即ち自励
式インバータ７を制御した場合には進相電流Ｉｃが流
れ、負荷の進相無効電力を制御することが出来る。
の電圧、電流波形を示す波形図である。同図（ａ）は交
流電圧源Ｅ１とＥ２の電圧が等しい場合の波形であり、
この時の電位差は零であるためリアクタンスＸには電位
が表れず、従ってリアクタンスＸには電流Ｉｃは流れな
い。しかし、同図（ｂ）に示すように交流電圧源Ｅ１＜
交流電圧源Ｅ２に成るように交流電圧源Ｅ２、即ち自励
式インバータ７を制御した場合には進相電流Ｉｃが流
れ、負荷の進相無効電力を制御することが出来る。
【０００７】更に、同図（ｃ）には示すように交流電圧
源Ｅ１＞交流電圧源Ｅ２となるように交流電圧源Ｅ２を
制御した場合には遅相電流Ｉｃが流れ、負荷の遅相無効
電力を制御することができる。このように、無効電力補
償装置は自励式インバータ７の出力電圧２を制御するこ
とで進相と遅相の双方の無効電力を制御する事ができ
る。
源Ｅ１＞交流電圧源Ｅ２となるように交流電圧源Ｅ２を
制御した場合には遅相電流Ｉｃが流れ、負荷の遅相無効
電力を制御することができる。このように、無効電力補
償装置は自励式インバータ７の出力電圧２を制御するこ
とで進相と遅相の双方の無効電力を制御する事ができ
る。
【０００８】つぎに、従来の無効電力補償装置の動作に
ついて説明する。先づ、負荷３に流れる負荷電流ＩLは
電流変流器５によって検出され、また交流母線２の母線
電圧Ｅは電圧変成器４によって検出される。これら検出
された負荷電流ＩLと母線電圧Ｅは無効電力検出回路６
に取り込まれ、無効電力検出回路６は負荷３に流れる無
効電力を検出し、この無効電力に相当する無効電流ＩQ
を出力する。この無効電流ＩQは次段の無効電力制御回
路１１に取り込まれる。この無効電力制御回路１１は、
取り込んだ無効電流ＩQを電流指令信号とし、また自励
式インバータ７の出力電流ＩFをフィードバック信号と
し、出力電流ＩFと無効電流ＩQとが等しくなるようにフ
ィドーバク制御を行う。
ついて説明する。先づ、負荷３に流れる負荷電流ＩLは
電流変流器５によって検出され、また交流母線２の母線
電圧Ｅは電圧変成器４によって検出される。これら検出
された負荷電流ＩLと母線電圧Ｅは無効電力検出回路６
に取り込まれ、無効電力検出回路６は負荷３に流れる無
効電力を検出し、この無効電力に相当する無効電流ＩQ
を出力する。この無効電流ＩQは次段の無効電力制御回
路１１に取り込まれる。この無効電力制御回路１１は、
取り込んだ無効電流ＩQを電流指令信号とし、また自励
式インバータ７の出力電流ＩFをフィードバック信号と
し、出力電流ＩFと無効電流ＩQとが等しくなるようにフ
ィドーバク制御を行う。
【０００９】このフィドーバック制御とは以下のように
動作する。先づ、無効電力制御回路１１から出力された
はＰＷＭ制御信号Ｃは次段のＰＷＭ制御回路１２に取り
込まれ、ＰＷＭ制御信号Ｃに応じたＰＷＭ変調信号ＭＳ
を生成して自励式インバータ７のＧＴＯサイリスタ１３
ａ〜１３ｆへ与える。この結果、自励式インバータ７は
無効電力制御回路１１より取り込んだ電流指令信号ＩQ
と等しい出力電流ＩFを出力すると共に、この出力電流
ＩFに応じた交流電圧を交流母線２に印加することで負
荷３流れる無効電力を補償することになる。
動作する。先づ、無効電力制御回路１１から出力された
はＰＷＭ制御信号Ｃは次段のＰＷＭ制御回路１２に取り
込まれ、ＰＷＭ制御信号Ｃに応じたＰＷＭ変調信号ＭＳ
を生成して自励式インバータ７のＧＴＯサイリスタ１３
ａ〜１３ｆへ与える。この結果、自励式インバータ７は
無効電力制御回路１１より取り込んだ電流指令信号ＩQ
と等しい出力電流ＩFを出力すると共に、この出力電流
ＩFに応じた交流電圧を交流母線２に印加することで負
荷３流れる無効電力を補償することになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来の無効電力補償装
置は以上のように構成されているので、自励式インバー
タは無負荷時であっても交流電源の電圧に等しい交流電
圧を出力する必要性からＧＴＯサイリスタを常にオン、
オフ動作してＰＷＭ制御をしておく必要がある。従って
特にＰＷＭ周波数の大きな自励式インバータにおいては
無負時の運転損失が大きくなるといった問題点があっ
た。
置は以上のように構成されているので、自励式インバー
タは無負荷時であっても交流電源の電圧に等しい交流電
圧を出力する必要性からＧＴＯサイリスタを常にオン、
オフ動作してＰＷＭ制御をしておく必要がある。従って
特にＰＷＭ周波数の大きな自励式インバータにおいては
無負時の運転損失が大きくなるといった問題点があっ
た。
【００１１】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、無負荷時及び軽負荷時の場合に
自励式インバータの運転損失を小さくすることができる
無効電力補償装置を得ることを目的とする。
ためになされたもので、無負荷時及び軽負荷時の場合に
自励式インバータの運転損失を小さくすることができる
無効電力補償装置を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る無
効電力補償装置は、負荷と共に交流母線に接続され、直
流電圧を交流電圧に変換して前記交流母線へ出力する複
数のインバータと、前記負荷の無効電力を検出し、この
無効電力に応じた無効電流を出力する無効電力検出回路
と、この無効電流と前記インバータの出力電流とを比較
し、その偏差に応じて前記インバータの出力電流を制御
する前記各インバータ対応の無効電力制御回路と、前記
無効電流のレベルと予め設定された比較基準値と比較す
るレベル比較回路と、このレベル比較結果に応じて前記
複数のインバータの内の必要運転台数を選択する選択手
段と、選択された運転台数に応じて運転されるインバー
タに対応する無効電力制御回路の制御ゲインを切り替え
るゲイン切り替え手段とを備えたものである。
効電力補償装置は、負荷と共に交流母線に接続され、直
流電圧を交流電圧に変換して前記交流母線へ出力する複
数のインバータと、前記負荷の無効電力を検出し、この
無効電力に応じた無効電流を出力する無効電力検出回路
と、この無効電流と前記インバータの出力電流とを比較
し、その偏差に応じて前記インバータの出力電流を制御
する前記各インバータ対応の無効電力制御回路と、前記
無効電流のレベルと予め設定された比較基準値と比較す
るレベル比較回路と、このレベル比較結果に応じて前記
複数のインバータの内の必要運転台数を選択する選択手
段と、選択された運転台数に応じて運転されるインバー
タに対応する無効電力制御回路の制御ゲインを切り替え
るゲイン切り替え手段とを備えたものである。
【００１３】請求項２の発明に係る無効電力補償装置
は、負荷と共に交流母線に接続され、直流電圧を交流電
圧に変換して前記交流母線へ出力する複数のインバータ
と、前記負荷の無効電力を検出し、この無効電力に応じ
た無効電流を出力する無効電力検出回路と、この無効電
流と前記インバータの出力電流とを比較し、その偏差に
応じて前記インバータの出力電流を制御する前記各イン
バータ対応の無効電力制御回路と、前記無効電流のレベ
ルと予め設定された比較基準値と比較するレベル比較回
路と、このレベル比較結果に応じて前記複数のインバー
タ中運転するインバータを選択する選択手段と、この選
択されたインバータの出力が上限値を超えた時に停止中
の後続インバータを起動し、かつ前記選択されたインバ
ータの出力が下限値に至ったとき前記後続インバータの
起動を停止するインバータ起動選択手段と、運転する台
数に応じて運転されるインバータに対応する無効電力制
御回路の制御ゲインを切り替えるゲイン切り替え手段と
を備えたものである。
は、負荷と共に交流母線に接続され、直流電圧を交流電
圧に変換して前記交流母線へ出力する複数のインバータ
と、前記負荷の無効電力を検出し、この無効電力に応じ
た無効電流を出力する無効電力検出回路と、この無効電
流と前記インバータの出力電流とを比較し、その偏差に
応じて前記インバータの出力電流を制御する前記各イン
バータ対応の無効電力制御回路と、前記無効電流のレベ
ルと予め設定された比較基準値と比較するレベル比較回
路と、このレベル比較結果に応じて前記複数のインバー
タ中運転するインバータを選択する選択手段と、この選
択されたインバータの出力が上限値を超えた時に停止中
の後続インバータを起動し、かつ前記選択されたインバ
ータの出力が下限値に至ったとき前記後続インバータの
起動を停止するインバータ起動選択手段と、運転する台
数に応じて運転されるインバータに対応する無効電力制
御回路の制御ゲインを切り替えるゲイン切り替え手段と
を備えたものである。
【００１４】
【作用】請求項１の発明による無効電力補償装置は、補
償の対象とする負荷の電気量に応じて複数台に分割した
インバータのうち必要な運転台数を、検出された負荷の
無効電力に応じて選択することでインバータの運転損失
を軽減することができる。
償の対象とする負荷の電気量に応じて複数台に分割した
インバータのうち必要な運転台数を、検出された負荷の
無効電力に応じて選択することでインバータの運転損失
を軽減することができる。
【００１５】請求項２の発明による無効電力補償装置
は、補償の対象とする負荷の電気量に応じて複数台に分
割したインバータのうち、先行運転を行っているインバ
ータの交流電圧出力が上限値を超えた時に停止中の後続
のインバータを起動し、また前記先行運転を行っている
インバータの出力が下限値に達した時に、前記後続運転
のインバータの運転を停止することでインバータの負荷
分担を効率良く分けると共に、インバータの運転損失を
大幅に軽減することができる。
は、補償の対象とする負荷の電気量に応じて複数台に分
割したインバータのうち、先行運転を行っているインバ
ータの交流電圧出力が上限値を超えた時に停止中の後続
のインバータを起動し、また前記先行運転を行っている
インバータの出力が下限値に達した時に、前記後続運転
のインバータの運転を停止することでインバータの負荷
分担を効率良く分けると共に、インバータの運転損失を
大幅に軽減することができる。
【００１６】
実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。尚、図中図４と同一符号は同一、又は相当部分を
示す。図において１３ａは無効電力検出回路６より出力
された無効電流ＩQにゲイン定数Ｋａ（＝１／２、或い
は＝１）を乗算する第１乗算回路、１３ｂは同じく無効
電流ＩQにゲイン定数Ｋｂ（＝１／２）を乗算する第２
乗算回路、１４は第１レベル比較回路であり、無効電流
ＩQのレベルと予め設定した比較基準値Ｉ1とを比較し、
ＩQ≧Ｉ1の時に論理出力１を出力し、ＩQ＜Ｉ1の時に論
理出力０を出力する。１５は第１比較回路１４より出力
された論理出力１によって付勢され、論理出力０によつ
て消勢するリレー、１５ａはリレー１５のａ接点であ
り、リレー１５の付勢時に閉成することでゲイン定数Ｋ
ａ＝１／２を第１乗算回路１３ａに設定する。１５ｂは
同じくリレー１５のｂ接点であり、リレー１５の消勢時
に閉成することでゲイン定数Ｋａ＝１を第１乗算回路１
３ａに設定する。
する。尚、図中図４と同一符号は同一、又は相当部分を
示す。図において１３ａは無効電力検出回路６より出力
された無効電流ＩQにゲイン定数Ｋａ（＝１／２、或い
は＝１）を乗算する第１乗算回路、１３ｂは同じく無効
電流ＩQにゲイン定数Ｋｂ（＝１／２）を乗算する第２
乗算回路、１４は第１レベル比較回路であり、無効電流
ＩQのレベルと予め設定した比較基準値Ｉ1とを比較し、
ＩQ≧Ｉ1の時に論理出力１を出力し、ＩQ＜Ｉ1の時に論
理出力０を出力する。１５は第１比較回路１４より出力
された論理出力１によって付勢され、論理出力０によつ
て消勢するリレー、１５ａはリレー１５のａ接点であ
り、リレー１５の付勢時に閉成することでゲイン定数Ｋ
ａ＝１／２を第１乗算回路１３ａに設定する。１５ｂは
同じくリレー１５のｂ接点であり、リレー１５の消勢時
に閉成することでゲイン定数Ｋａ＝１を第１乗算回路１
３ａに設定する。
【００１７】１６は第２レベル比較回路であり、無効電
流ＩQのレベルと予め設定した比較基準値Ｉ2とを比較
し、ＩQ≧Ｉ2の時に論理出力１を出力し、ＩQ＜Ｉ2の時
に論理出力０を出力する。，１７ａは第１無効電力制御
回路であり、第１乗算回路１３ａの出力Ｍａと第１自励
式インバータ７ａの出力電流Ｉａが同一となるように制
御する。１７ｂは第２無効電力制御回路であり第２乗算
回路１３ｂの出力Ｍｂと第２自励式インバータ７ｂの出
力電流Ｉｂが同一となるように制御する。１８ａは第１
ＰＷＭ制御回路であり、第１無効電力制御回路１７ａの
出力であるＰＷＭ制御信号Ｃａに従ってＰＷＭ変調信号
ＭＳａを生成し第１自励式インバータ側へ出力する。１
８ｂは第２ＰＷＭ制御回路であり、第２無効電力制御回
路１７ｂの出力であるＰＷＭ制御信号Ｃｂに従ってＰＷ
Ｍ変調信号ＭＳｂを生成し第２自励式インバータ側へ出
力する。１９ａはＡＮＤ回路であり、第２レベル比較回
路１６の出力により第１自励式インバータ７ａへ出力さ
れるＰＷＭ変調信号ＭＳａの出力を制御する。１９ｂは
ＡＮＤ回路であり、第１レベル比較回路１４の出力によ
り第２自励式インバータ７ｂへ出力されるＰＷＭ変調信
号ＭＳｂの出力を制御する。２０ａは第１自励式インバ
ータ７ａの出力電流Ｉａを検出し第１無効電力制御回路
１７ａへ出力する第１電流変成器、２０ｂは第２自励式
インバータ７ｂの出力電流Ｉｂを検出し第２無効電力制
御回路１７ｂへ出力する第２電流変成器である。尚、第
１、第２レベル比較回路１４，１６、ＡＮＤ回路１９
ａ，１９ｂにより選択手段を構成する。
流ＩQのレベルと予め設定した比較基準値Ｉ2とを比較
し、ＩQ≧Ｉ2の時に論理出力１を出力し、ＩQ＜Ｉ2の時
に論理出力０を出力する。，１７ａは第１無効電力制御
回路であり、第１乗算回路１３ａの出力Ｍａと第１自励
式インバータ７ａの出力電流Ｉａが同一となるように制
御する。１７ｂは第２無効電力制御回路であり第２乗算
回路１３ｂの出力Ｍｂと第２自励式インバータ７ｂの出
力電流Ｉｂが同一となるように制御する。１８ａは第１
ＰＷＭ制御回路であり、第１無効電力制御回路１７ａの
出力であるＰＷＭ制御信号Ｃａに従ってＰＷＭ変調信号
ＭＳａを生成し第１自励式インバータ側へ出力する。１
８ｂは第２ＰＷＭ制御回路であり、第２無効電力制御回
路１７ｂの出力であるＰＷＭ制御信号Ｃｂに従ってＰＷ
Ｍ変調信号ＭＳｂを生成し第２自励式インバータ側へ出
力する。１９ａはＡＮＤ回路であり、第２レベル比較回
路１６の出力により第１自励式インバータ７ａへ出力さ
れるＰＷＭ変調信号ＭＳａの出力を制御する。１９ｂは
ＡＮＤ回路であり、第１レベル比較回路１４の出力によ
り第２自励式インバータ７ｂへ出力されるＰＷＭ変調信
号ＭＳｂの出力を制御する。２０ａは第１自励式インバ
ータ７ａの出力電流Ｉａを検出し第１無効電力制御回路
１７ａへ出力する第１電流変成器、２０ｂは第２自励式
インバータ７ｂの出力電流Ｉｂを検出し第２無効電力制
御回路１７ｂへ出力する第２電流変成器である。尚、第
１、第２レベル比較回路１４，１６、ＡＮＤ回路１９
ａ，１９ｂにより選択手段を構成する。
【００１８】次に、図１に示したこの発明の実施例１の
動作について説明する。無効電力検出回路６で検出され
た無効電力は無効電流ＩQの形で第１、２乗算回路１３
ａ、１３ｂ、及び第１、２レベル比較回路１４、１６へ
出力される。第１レベル比較回路１４では予め設定され
た比較基準値Ｉ1と無効電流ＩQとを比較し、ＩQ≧Ｉ1の
時に論理出力１をリレー１５に出力し付勢する。この結
果ａ接点１５ａは閉成し、ゲイン定数Ｋａ＝１／２を第
１乗算回路１３ａに設定する。
動作について説明する。無効電力検出回路６で検出され
た無効電力は無効電流ＩQの形で第１、２乗算回路１３
ａ、１３ｂ、及び第１、２レベル比較回路１４、１６へ
出力される。第１レベル比較回路１４では予め設定され
た比較基準値Ｉ1と無効電流ＩQとを比較し、ＩQ≧Ｉ1の
時に論理出力１をリレー１５に出力し付勢する。この結
果ａ接点１５ａは閉成し、ゲイン定数Ｋａ＝１／２を第
１乗算回路１３ａに設定する。
【００１９】第１乗算回路１３ａは設定されたゲイン定
数Ｋａと無効電流ＩQとの積であるＭａを第１無効電力
制御回路１７ａへ出力する。この結果、第１無効電力制
御回路１７ａはＭａを電流指令信号とし、かつ第１電流
変成器２０ａより検出した第１自励式インバータ７ａの
出力電流Ｉａをフィードバック信号としてフィードバッ
ク制御を行う。
数Ｋａと無効電流ＩQとの積であるＭａを第１無効電力
制御回路１７ａへ出力する。この結果、第１無効電力制
御回路１７ａはＭａを電流指令信号とし、かつ第１電流
変成器２０ａより検出した第１自励式インバータ７ａの
出力電流Ｉａをフィードバック信号としてフィードバッ
ク制御を行う。
【００２０】更に、第１無効電力制御回路１７ａはフィ
ードバック制御の結果として、Ｍａ＝Ｉａになった時Ｐ
ＷＭ制御信号Ｃａを次段の第１ＰＷＭ制御回路１８ａへ
出力し、ＰＷＭ制御信号Ｃａに応じたＰＷＭ変調信号Ｍ
ＳａをＡＮＤ回路１９ａへ出力する。この時、ＡＮＤ回
路１９ａは、第２レベル比較回路１６の論理出力が１、
即ち無効電流ＩQ≧比較基準値Ｉ2の時にはＰＷＭ変調信
号ＭＳａを第１自励式インバー７ａのＧＴＯサイリスタ
へ出力する。
ードバック制御の結果として、Ｍａ＝Ｉａになった時Ｐ
ＷＭ制御信号Ｃａを次段の第１ＰＷＭ制御回路１８ａへ
出力し、ＰＷＭ制御信号Ｃａに応じたＰＷＭ変調信号Ｍ
ＳａをＡＮＤ回路１９ａへ出力する。この時、ＡＮＤ回
路１９ａは、第２レベル比較回路１６の論理出力が１、
即ち無効電流ＩQ≧比較基準値Ｉ2の時にはＰＷＭ変調信
号ＭＳａを第１自励式インバー７ａのＧＴＯサイリスタ
へ出力する。
【００２１】次に、第２自励式インバータ７ｂの制御に
ついて説明する。第２乗算回路１３ｂの入力と出力は次
のような関係がある。 Ｍｂ＝Ｋｂ×ＩQ 但し、ここでＫｂはゲイン定数であり１／２に設定して
ある。
ついて説明する。第２乗算回路１３ｂの入力と出力は次
のような関係がある。 Ｍｂ＝Ｋｂ×ＩQ 但し、ここでＫｂはゲイン定数であり１／２に設定して
ある。
【００２２】第２乗算回路１３ｂは設定されたゲイン定
数Ｋｂと無効電流ＩQとの積であるＭｂを第２無効電力
制御回路１７ｂへ出力する。この結果、第２無効電力制
御回路１７ｂはＭｂを電流指令信号とし、かつ第２電流
変成器２０ｂより検出した第２自励式インバータ７ｂの
出力電流Ｉｂをフィードバック信号としてフィードバッ
ク制御を行う。
数Ｋｂと無効電流ＩQとの積であるＭｂを第２無効電力
制御回路１７ｂへ出力する。この結果、第２無効電力制
御回路１７ｂはＭｂを電流指令信号とし、かつ第２電流
変成器２０ｂより検出した第２自励式インバータ７ｂの
出力電流Ｉｂをフィードバック信号としてフィードバッ
ク制御を行う。
【００２３】更に、第２無効電力制御回路１７ｂはフィ
ードバック制御の結果としてＭｂ＝Ｉｂになった時ＰＷ
Ｍ制御信号Ｃｂを次段の第２ＰＷＭ制御回路１８ｂへ出
力し、ＰＷＭ制御信号Ｃｂに応じたＰＷＭ変調信号ＭＳ
ｂをＡＮＤ回路１９ｂへ出力する。このＡＮＤ回路１９
ｂは、第２レベル比較回路１６の論理出力が１、即ち無
効電流ＩQ≧比較基準値Ｉ2の時にＰＷＭ変調信号ＭＳｂ
を第２自励式インバー７ｂのＧＴＯサイリスタへ出力す
る。
ードバック制御の結果としてＭｂ＝Ｉｂになった時ＰＷ
Ｍ制御信号Ｃｂを次段の第２ＰＷＭ制御回路１８ｂへ出
力し、ＰＷＭ制御信号Ｃｂに応じたＰＷＭ変調信号ＭＳ
ｂをＡＮＤ回路１９ｂへ出力する。このＡＮＤ回路１９
ｂは、第２レベル比較回路１６の論理出力が１、即ち無
効電流ＩQ≧比較基準値Ｉ2の時にＰＷＭ変調信号ＭＳｂ
を第２自励式インバー７ｂのＧＴＯサイリスタへ出力す
る。
【００２４】本実施例による無効電力補償装置は以上の
ように構成されているので、例えば図２（ａ）〜（ｃ）
のような負荷変動の場合には次ように作用する。ここ
で、第１レベル比較回路１４は比較基準値Ｉ1を第１自
励式インバータ７ａの定格出力にほぼ等しいレベルに選
定されている。また、第２レベル比較回路１６は基準値
Ｉ2を負荷３の無効電力がほぼ零付近に至った時のレべ
ルに選定されている。
ように構成されているので、例えば図２（ａ）〜（ｃ）
のような負荷変動の場合には次ように作用する。ここ
で、第１レベル比較回路１４は比較基準値Ｉ1を第１自
励式インバータ７ａの定格出力にほぼ等しいレベルに選
定されている。また、第２レベル比較回路１６は基準値
Ｉ2を負荷３の無効電力がほぼ零付近に至った時のレべ
ルに選定されている。
【００２５】まず、負荷３に流れる無効電流ＩQは図２
（ａ）の区間マル１ではＩQ＜Ｉ2及びＩQ＜Ｉ1であるた
め第１、２レベル比較回路１４、１６の出力は、双方と
も０である。そのため、ＡＮＤ回路１９ａ，１９ｂは第
１、２ＰＷＭ制御回路１８ａ，１８ｂから出力されるＰ
ＷＭ変調信号ＭＳａ，ＭＳｂが第１、２自励式インバー
タ７ａ，７ｂに伝達されるのを阻止する。従って第１、
２自励式インバータ７ａ，７ｂはともにＯＦＦ状態とな
り、ＧＴＯサイリスタはスイッチング動作を行わないた
め、マル１の区間は第１，２自励式インバータ７ａ、７
ｂは同図（ｂ）、（ｃ）の様に出力電流Ｉａ，Ｉｂは零
となり運転損失は零となる。
（ａ）の区間マル１ではＩQ＜Ｉ2及びＩQ＜Ｉ1であるた
め第１、２レベル比較回路１４、１６の出力は、双方と
も０である。そのため、ＡＮＤ回路１９ａ，１９ｂは第
１、２ＰＷＭ制御回路１８ａ，１８ｂから出力されるＰ
ＷＭ変調信号ＭＳａ，ＭＳｂが第１、２自励式インバー
タ７ａ，７ｂに伝達されるのを阻止する。従って第１、
２自励式インバータ７ａ，７ｂはともにＯＦＦ状態とな
り、ＧＴＯサイリスタはスイッチング動作を行わないた
め、マル１の区間は第１，２自励式インバータ７ａ、７
ｂは同図（ｂ）、（ｃ）の様に出力電流Ｉａ，Ｉｂは零
となり運転損失は零となる。
【００２６】次ぎに、同図（ａ）の区間マル２では無効
電流ＩQが比較基準値Ｉ1とＩ2の中間にあるため、第２
レベル比較回路１６の論理出力は１であり、第１レベル
比較回路１４の論理出力は０である。従って。区間マル
２ではリレー１５は消勢されてｂ接点１５ｂがＯＮにな
っているため、第１乗算回路１３ａのゲイン定数Ｋａは
１に選定され、結果として出力ＭａはＩQとなる。
電流ＩQが比較基準値Ｉ1とＩ2の中間にあるため、第２
レベル比較回路１６の論理出力は１であり、第１レベル
比較回路１４の論理出力は０である。従って。区間マル
２ではリレー１５は消勢されてｂ接点１５ｂがＯＮにな
っているため、第１乗算回路１３ａのゲイン定数Ｋａは
１に選定され、結果として出力ＭａはＩQとなる。
【００２７】また、第２レベル比較回路１６より論理出
力１の信号を受けたＡＮＤ回路１９ａは、第１ＰＷＭ制
御回路１８ａのＰＷＭ変調信号ＭＳａを第１自励式イン
バータ７ａへ伝達し、ＧＴＯサイリスタをＯＮ−ＯＦＦ
動作する。一方、第１レベル比較回路１４の論理出力は
０であるため、ＡＮＤ回路１９は第２ＰＷＭ制御回路１
８ｂより第２自励式インバータ７ｂへＰＷＭ変調信号Ｍ
Ｓｂを伝達するのを阻止する。
力１の信号を受けたＡＮＤ回路１９ａは、第１ＰＷＭ制
御回路１８ａのＰＷＭ変調信号ＭＳａを第１自励式イン
バータ７ａへ伝達し、ＧＴＯサイリスタをＯＮ−ＯＦＦ
動作する。一方、第１レベル比較回路１４の論理出力は
０であるため、ＡＮＤ回路１９は第２ＰＷＭ制御回路１
８ｂより第２自励式インバータ７ｂへＰＷＭ変調信号Ｍ
Ｓｂを伝達するのを阻止する。
【００２８】従って、第２自励式インバータ７ｂのＧＴ
ＯサイリスタはＯＦＦ状態を保つ。その結果として、区
間マル２では同図（ｂ）に示すように第１自励式インバ
ータ７ａのみがＩQに等しいインバータ出力電流Ｉａを
出力し、負荷３に流れる無効電流を補償することにな
る。更に、この状態では第１自励式インバータ７ａのみ
運転されているため、運転損失は自励式インバータ２台
の運転時に比べて約１／２に軽減できる。
ＯサイリスタはＯＦＦ状態を保つ。その結果として、区
間マル２では同図（ｂ）に示すように第１自励式インバ
ータ７ａのみがＩQに等しいインバータ出力電流Ｉａを
出力し、負荷３に流れる無効電流を補償することにな
る。更に、この状態では第１自励式インバータ７ａのみ
運転されているため、運転損失は自励式インバータ２台
の運転時に比べて約１／２に軽減できる。
【００２９】次ぎに、同図（ａ）の区間マル３では無効
電流ＩQが比較基準値Ｉ1、Ｉ2超えているため、第１レ
ベル比較回路１４の論理出力は１であり、また第２レベ
ル比較回路１６の論理出力は１である。従って。区間マ
ル３ではリレー１５は付勢されｂ接点１５ｂがＯＦＦと
なり、ａ接点１５ａがＯＮとなるため、第１乗算回路１
３ａのゲイン定数Ｋａは１／２に切り替えられる。その
ため、第１乗算回路１３ａの出力ＭａはＩQ／２、第２
乗算回路１３ｂの出力ＭｂもＩQ／２となり、結果とし
て第１と２自励式インバータ７ａ，７ｂの２台が１／２
づつ出力を分担することになる。
電流ＩQが比較基準値Ｉ1、Ｉ2超えているため、第１レ
ベル比較回路１４の論理出力は１であり、また第２レベ
ル比較回路１６の論理出力は１である。従って。区間マ
ル３ではリレー１５は付勢されｂ接点１５ｂがＯＦＦと
なり、ａ接点１５ａがＯＮとなるため、第１乗算回路１
３ａのゲイン定数Ｋａは１／２に切り替えられる。その
ため、第１乗算回路１３ａの出力ＭａはＩQ／２、第２
乗算回路１３ｂの出力ＭｂもＩQ／２となり、結果とし
て第１と２自励式インバータ７ａ，７ｂの２台が１／２
づつ出力を分担することになる。
【００３０】また、ＡＮＤ回路１９ａは第１ＰＷＭ制御
回路１８ａのＰＷＭ変調信号ＭＳａを第１自励式インバ
ータ７ａへ、ＡＮＤ回路１９ｂは第２ＰＷＭ制御回路１
８ｂのＰＷＭ変調信号ＭＳｂを第２自励式インバータ７
ｂへ伝達し、それぞれのＧＴＯサイリスタをＯＮ−ＯＦ
Ｆ制御する。従って、同図（ｂ）、（ｃ）に示すように
区間マル３では第１及び第２自励式インバータ７ａ，ｂ
のそれぞれがＩQ／２の無効電流に相当する出力電流Ｉ
ａ，Ｉｂを出力し、負荷３に流れる無効電力を補償す
る。
回路１８ａのＰＷＭ変調信号ＭＳａを第１自励式インバ
ータ７ａへ、ＡＮＤ回路１９ｂは第２ＰＷＭ制御回路１
８ｂのＰＷＭ変調信号ＭＳｂを第２自励式インバータ７
ｂへ伝達し、それぞれのＧＴＯサイリスタをＯＮ−ＯＦ
Ｆ制御する。従って、同図（ｂ）、（ｃ）に示すように
区間マル３では第１及び第２自励式インバータ７ａ，ｂ
のそれぞれがＩQ／２の無効電流に相当する出力電流Ｉ
ａ，Ｉｂを出力し、負荷３に流れる無効電力を補償す
る。
【００３１】実施例２．尚、前記実施例１では負荷の無
効電力の大きさに応じて自励式インバータの必要運転台
数を決定するようにしたが、複数台の自励式インバータ
のうち先行運転中の自励式インバータが一定値以上の出
力を出した時に、停止中の自励式インバータを後続運転
してもよい。
効電力の大きさに応じて自励式インバータの必要運転台
数を決定するようにしたが、複数台の自励式インバータ
のうち先行運転中の自励式インバータが一定値以上の出
力を出した時に、停止中の自励式インバータを後続運転
してもよい。
【００３２】図３はこの運転方式を実施する無効電力補
償装置の構成である。尚、図中図１と同一符号は、同一
又は相当部分を示す。図において、１４Ａは第１自励式
インバータ７ａの出力電流Ｉａと比較基準値Ｉ1とを比
較する出力レベル検出回路である。尚、第２レベル比較
回路１６、ＡＮＤ回路１９ａ、１９ｂ、及び出力レベル
検出かいろ１４Ａよりインバータ起動選択手段を構成す
る。次に、本実施例の動作を説明する。先ず、実施例１
と同様な制御動作にて第１自励式インバータ７ａを先行
運転し、その時のインバータ出力電流Ｉａを電流変成器
２０ａにて検出し、出力レベル検出回路１４Ａへ出力す
る。そして、出力レベル検出回路１４Ａにおいて、イン
バータの出力電流Ｉａが前記比較基準値Ｉ1を超えたと
判定されたならば実施例１と同様に論理出力１をリレー
１５へ出力し、ａ接点１５ａによって第１乗算回路１３
ａのゲイン定数をＫａ＝１／２に切り替える。
償装置の構成である。尚、図中図１と同一符号は、同一
又は相当部分を示す。図において、１４Ａは第１自励式
インバータ７ａの出力電流Ｉａと比較基準値Ｉ1とを比
較する出力レベル検出回路である。尚、第２レベル比較
回路１６、ＡＮＤ回路１９ａ、１９ｂ、及び出力レベル
検出かいろ１４Ａよりインバータ起動選択手段を構成す
る。次に、本実施例の動作を説明する。先ず、実施例１
と同様な制御動作にて第１自励式インバータ７ａを先行
運転し、その時のインバータ出力電流Ｉａを電流変成器
２０ａにて検出し、出力レベル検出回路１４Ａへ出力す
る。そして、出力レベル検出回路１４Ａにおいて、イン
バータの出力電流Ｉａが前記比較基準値Ｉ1を超えたと
判定されたならば実施例１と同様に論理出力１をリレー
１５へ出力し、ａ接点１５ａによって第１乗算回路１３
ａのゲイン定数をＫａ＝１／２に切り替える。
【００３３】更に、前記論理出力１がＡＮＤ回路１９ｂ
へ出力されることで、停止中であった第２自励式インバ
ータ７ｂが実施例１と同様に後続運転を始める。この後
続運転の後、第１自励式インバータ７ａの出力電流Ｉａ
が基準値Ｉ1より低下したことを出力レベル検出回路１
４Ａにて検出したならば論理出力を０とする。この結
果、ゲイン定数はＫａ＝１に戻り、かつ第２自励式イン
バータ７ｂは運転を停止する。
へ出力されることで、停止中であった第２自励式インバ
ータ７ｂが実施例１と同様に後続運転を始める。この後
続運転の後、第１自励式インバータ７ａの出力電流Ｉａ
が基準値Ｉ1より低下したことを出力レベル検出回路１
４Ａにて検出したならば論理出力を０とする。この結
果、ゲイン定数はＫａ＝１に戻り、かつ第２自励式イン
バータ７ｂは運転を停止する。
【００３４】前記実施例１、２では自励式インバータが
２台に分割された場合の動作についてを説明したが、２
台以上に分割しても前記実施例と同様の効果を奏する。
また、自励式インバータは電圧形インバータを示した
が、電流形インバータであっても良い。
２台に分割された場合の動作についてを説明したが、２
台以上に分割しても前記実施例と同様の効果を奏する。
また、自励式インバータは電圧形インバータを示した
が、電流形インバータであっても良い。
【００３５】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、負荷と共に交
流母線に接続され、直流電圧を交流電圧に変換して前記
交流母線へ出力する複数のインバータと、前記負荷の無
効電力を検出し、この無効電力に応じた無効電流を出力
する無効電力検出回路と、この無効電流と前記インバー
タの出力電流とを比較し、その偏差に応じて前記インバ
ータの出力電流を制御する前記各インバータ対応の無効
電力制御回路と、前記無効電流のレベルと予め設定され
た比較基準値と比較するレベル比較回路と、このレベル
比較結果に応じて前記複数のインバータの内の必要運転
台数を選択する選択手段と、選択された運転台数に応じ
て運転されるインバータに対応する無効電力制御回路の
制御ゲインを切り替えるゲイン切り替え手段とを備えの
で、不必要な数のインバータを運転することがなくな
り、よってインバータの運転損失を大幅に軽減すること
ができるという効果がある。
流母線に接続され、直流電圧を交流電圧に変換して前記
交流母線へ出力する複数のインバータと、前記負荷の無
効電力を検出し、この無効電力に応じた無効電流を出力
する無効電力検出回路と、この無効電流と前記インバー
タの出力電流とを比較し、その偏差に応じて前記インバ
ータの出力電流を制御する前記各インバータ対応の無効
電力制御回路と、前記無効電流のレベルと予め設定され
た比較基準値と比較するレベル比較回路と、このレベル
比較結果に応じて前記複数のインバータの内の必要運転
台数を選択する選択手段と、選択された運転台数に応じ
て運転されるインバータに対応する無効電力制御回路の
制御ゲインを切り替えるゲイン切り替え手段とを備えの
で、不必要な数のインバータを運転することがなくな
り、よってインバータの運転損失を大幅に軽減すること
ができるという効果がある。
【００３６】請求項２の発明によれば、負荷と共に交流
母線に接続され、直流電圧を交流電圧に変換して前記交
流母線へ出力する複数のインバータと、前記負荷の無効
電力を検出し、この無効電力に応じた無効電流を出力す
る無効電力検出回路と、この無効電流と前記インバータ
の出力電流とを比較し、その偏差に応じて前記インバー
タの出力電流を制御する前記各インバータ対応の無効電
力制御回路と、前記無効電流のレベルと予め設定された
比較基準値と比較するレベル比較回路と、このレベル比
較結果に応じて前記複数のインバータ中運転するインバ
ータを選択する選択手段と、この選択されたインバータ
の出力が上限値を超えた時に停止中の後続インバータを
起動し、かつ前記選択されたインバータの出力が下限値
に至ったとき前記後続インバータの起動を停止するイン
バータ起動選択手段と、運転する台数に応じて運転され
るインバータに対応する無効電力制御回路の制御ゲイン
を切り替えるゲイン切り替え手段とを備えたので、先行
運転中のインバータの出力が上限値を超えた時に停止中
の他のインバータを後続運転することで、インバータの
負荷分担を効率良く行えると共に、インバータの運転損
失を大幅に軽減できるという効果がある。
母線に接続され、直流電圧を交流電圧に変換して前記交
流母線へ出力する複数のインバータと、前記負荷の無効
電力を検出し、この無効電力に応じた無効電流を出力す
る無効電力検出回路と、この無効電流と前記インバータ
の出力電流とを比較し、その偏差に応じて前記インバー
タの出力電流を制御する前記各インバータ対応の無効電
力制御回路と、前記無効電流のレベルと予め設定された
比較基準値と比較するレベル比較回路と、このレベル比
較結果に応じて前記複数のインバータ中運転するインバ
ータを選択する選択手段と、この選択されたインバータ
の出力が上限値を超えた時に停止中の後続インバータを
起動し、かつ前記選択されたインバータの出力が下限値
に至ったとき前記後続インバータの起動を停止するイン
バータ起動選択手段と、運転する台数に応じて運転され
るインバータに対応する無効電力制御回路の制御ゲイン
を切り替えるゲイン切り替え手段とを備えたので、先行
運転中のインバータの出力が上限値を超えた時に停止中
の他のインバータを後続運転することで、インバータの
負荷分担を効率良く行えると共に、インバータの運転損
失を大幅に軽減できるという効果がある。
【図１】請求項１の発明に係る無効電力補償装置の構成
の一実施例を示すブロック図である。
の一実施例を示すブロック図である。
【図２】本実施例の動作をインバータ出力電流によって
説明するための線図である。
説明するための線図である。
【図３】請求項２の発明に係る無効電力補償装置の構成
の一実施例を示すブロック図である。
の一実施例を示すブロック図である。
【図４】従来の無効電力補償装置の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図５】自励式インバータの構成を示す回路図である。
【図６】無効電力補償装置の等価回路図である。
【図７】無効電力補償装置の動作を説明する波形図であ
る。
る。
１ 交流電源 ２ 交流母線 ３ 負荷 ６ 無効電力検出回路 ７ａ，７ｂ 第１、第２自励式インバータ １４ 第１レベル比較回路 １４Ａ 出力レベル検出回路 １８ａ、１８ｂ ＡＮＤ回路
Claims (2)
- 【請求項１】 負荷と共に交流母線に接続され、直流電
圧を交流電圧に変換して前記交流母線へ出力する複数の
インバータと、前記負荷の無効電力を検出し、この無効
電力に応じた無効電流を出力する無効電力検出回路と、
この無効電流と前記インバータの出力電流とを比較し、
その偏差に応じて前記インバータの出力電流を制御する
前記各インバータ対応の無効電力制御回路と、前記無効
電流のレベルと予め設定された比較基準値と比較するレ
ベル比較回路と、このレベル比較結果に応じて前記複数
のインバータの内の必要運転台数を選択する選択手段
と、選択された運転台数に応じて運転されるインバータ
に対応する無効電力制御回路の制御ゲインを切り替える
ゲイン切り替え手段とを備えたことを特徴とする無効電
力補償装置 - 【請求項２】 負荷と共に交流母線に接続され、直流電
圧を交流電圧に変換して前記交流母線へ出力する複数の
インバータと、前記負荷の無効電力を検出し、この無効
電力に応じた無効電流を出力する無効電力検出回路と、
この無効電流と前記インバータの出力電流とを比較し、
その偏差に応じて前記インバータの出力電流を制御する
前記各インバータ対応の無効電力制御回路と、前記無効
電流のレベルと予め設定された比較基準値と比較するレ
ベル比較回路と、このレベル比較結果に応じて前記複数
のインバータ中運転するインバータを選択する選択手段
と、この選択されたインバータの出力が上限値を超えた
時に停止中の後続インバータを起動し、かつ前記選択さ
れたインバータの出力が下限値に至ったとき前記後続イ
ンバータの起動を停止するインバータ起動選択手段と、
運転する台数に応じて運転されるインバータに対応する
無効電力制御回路の制御ゲインを切り替えるゲイン切り
替え手段とを備えたことを特徴とする無効電力補償装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4107964A JP2866526B2 (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | 無効電力補償装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4107964A JP2866526B2 (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | 無効電力補償装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05303437A JPH05303437A (ja) | 1993-11-16 |
| JP2866526B2 true JP2866526B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=14472533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4107964A Expired - Lifetime JP2866526B2 (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | 無効電力補償装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2866526B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5019937B2 (ja) * | 2007-04-16 | 2012-09-05 | 中国電力株式会社 | 無効電力を調整する制御装置 |
-
1992
- 1992-04-27 JP JP4107964A patent/JP2866526B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05303437A (ja) | 1993-11-16 |
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